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发布时间 : 2018-04-17 14:02:57      访问量 : 416次

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操控系统的第一代发作于1930年到1940年,首要代表是以基地式外表为代表的机械操控技能。第二代发作于1950年,首要是电气操控技能为主的继电器操控技能和调节器为代表的模仿操控技能。现在所称的操控系统是第三代操控系统,诞生于二十世纪七十年代,首要技能代表是用于流程工业的集散操控系统(DCS)和用于离散工业的可编程操控器(PLC)。


为了正确理解操控系统的含义,有一些关于操控的术语是有必要要了解的,在这里介绍一下。

1I/O点

在评论操控系统的时分,I/O点是最常常听到的一个术语。它是指输入/输出点,I代表INPUT,指输入,O代表OUTPUT,指输出。输入/输出都是针对操控系统而言,输入指从外表进入操控系统的丈量参数,输出指从操控系统输出到履行组织的参量,一个参量叫做一个点。一个操控系统的规划有时依照它最大可以操控的I/O点的数量来定的。

2模仿量和开关量

在操控系统中,另一个常见的术语就是模仿量和开关量。不论输入仍是输出,一个参数要么是模仿量,要么是开关量。模仿量指操控系统量的大小是一个在必定范围内改变的接连数值,比方温度,从0-100度,压力从0-10MPA,液位从1-5米,电动阀门的开度从0-100%,等等,这些量都是模仿量。而开关量指该物理量只要两种状况,如开关的导通和断开的状况,继电器的闭合和翻开,电磁阀的通和断等等。


对操控系统来说,因为CPU是二进制的,数据的每位有“0”和“1”两种状况,因而,开关量只要用CPU内部的一位即可表明,比方,用“0”表明开,用“1”表明关。而模仿量则依据精度,一般需求8位到16为才干表明一个模仿量。最常见的模仿量是12位的,即精度为2-12,最高精度约为万分之二点五。当然,在实践的操控系统中,模仿量的精度还要受模仿/数字变换器和外表的精度限制,一般不可能到达这么高。

3操控回路


一般是针对模仿量的操控来说,一个操控器依据一个输入量,依照必定的规矩和算法来决议一个输出量,这样,输入和输出就构成一个操控回路。操控回路有开环和闭环的差异。开环操控回路,指输出是依据一个参考量而定,输入和输出量没有直接的联系。而闭环回路则将操控回路的输出再反响回来作为回路的输入,与该量的设定值或应该的输出值作比较。闭环回路操控又叫反响操控,是操控系统中最常见的操控方法。下面介绍几种惯例的反响操控的形式。


二位操控

这是最简略的反响操控,有时也叫开关操控。这种操控是当被丈量到达最高值或最低值的时分,就给出一个开关的信号。尽管被丈量可能是模仿量,但操控输出是开关的,所以叫两位操控。在工业现场,有许多温控器和液位开关操控是选用这种方法的。


份额操控

操控器的输出值与被控参数的丈量值和设定值或某个参考点的误差是一个份额联系。份额操控比二位操控要滑润一些,消除了二位操控时会发作的被控量上下振动的景象。比方,对一个反响罐的液位,假如设定的液位值是2700毫米,当液位下降时,进料管道上的阀门就要添加开度,而液位偏高时,则要将开度减小。添加和减小的份额与液位和设定值的误差大小成份额联系。


积分操控

在积分操控中,被控变量的值的改变与操控系统输出操控到实践收效的时刻有一个预先设定的联系。履行组织的输出是渐渐地到达设定的值的。这种操控方法的发作是因为实践的操控元件和履行组织从给出输出信号到使被控变量到达设定值往往需求一段时刻。


最常见的比方是温度操控,比方,假定咱们知道到煤气阀门的开度到60%的时分,热水器的水温可以到达适合洗澡的45度,但是,当你把阀门一会儿拧到60%的位置时,水仍然是凉的,你有必要等一下,水温升到45度左右的时分,就会安稳。假如操控系统不必积分操控,而只用份额操控,那么当阀门输出为60%时,这是输入的温度值可能仍然只要20度,那么依照份额操控,已然误差仍然存在,则阀门的开度会持续加大,这样,当水温升到45度时,阀门的开度可能会到达了90%乃至更高,这时,尽管操控系统会告诉阀门坚持不动,但水温会持续升高,可能到了50乃至60度,这时,阀门的开度会减小,但在减小到60%之前,水温都会持续上升,当阀门开度减到60%时,水温仍然可能70度,一直当阀门的开度变成20%时,水温才会变成45度,这时阀门运动会停止,但水温却会持续下降,直到变成凉水,假如这时是冬季,可能你的景象还要糟糕。这就是没有积分操控的温度操控器会发作的状况。假如你有小孩,当孩子第一次操作热水器的阀门的时分,发作的景象就很像这种状况。


微分操控


微分操控一般与份额和积分操控一起运用,因为积分操控有一个滞后,微分操控可以让操控对误差的反响提早,避免操控系统的反响过于愚钝。微分操控与份额和积分操控一起运用,可以使被控状况更迅速地到达安稳状况,而又不会呈现上文呈现的振动现象。


PID 操控


在实践的操控系统中,依据实践变量的状况,上述三种操控方法有时只要一种,有时是两种,有时三种一起选用。份额操控用P表明,积分操控用I表明,微分操控用D表明,依据选用的方法,别离称为P操控,PI操控,PID操控。其中,PID操控是操控系统最常见的操控形式。


延时操控

一般应用在开关量操控的场合,当一个开关状况改变时(比方由开变关时),操控器的输出动作要延时一段时刻才会给出。比方,在出产线常用的挨近开关,当工件就位时,挨近开关给出信号,下一个滚筒因为和挨近开关装置的位置有一段距离,所以一般要推迟几秒才开端滚动。


连锁操控


也是常用于开关操控的场合,比方有三个开关,A、B和C,C开关有必要在A和B一起翻开的时分,才可以翻开;或许当A翻开时,C有必要翻开;这种联系就是连锁操控。在工业现场中,尤其是在触及安全操控的场合,连锁操控方法是很常见的。比方反响釜中的放散阀,当压力到达必定值时,压力开关的信号发作改变,则放散阀门有必要马上翻开。


电动操控


指操控系统的输出是通过电气量或电子信号来进行的,所操控的对象是电动履行元件,比方继电器、步进开关、电磁阀、伺服驱动器和变频器等等,绝大部分的自动操控多多少少都会有电动操控元件。


液压操控


在机器与设备的操作中,许多操控是用液压操控组织来进行的。在接连速度操控的场合,液压操控一般比较便利和廉价,当能量变换功率较高的时分,液压操控往往和电动操控中的伺服操控一起运用。这时,就构成了功率和精度较高的电液履行组织。


气动操控

有三种景象用到气动履行组织:


一,运动的线路上有规范的单向气动阀门组合来完结操控逻辑功用;


二,在气体管道中选用一些没有移动部件的元件,这些元件是依托流过的气体的特性而进行开关动作的;


三,运动的逻辑操控系统,选用模块化的内置隔阂、绕线或套筒式。这三种气动元件都是选用压缩空气作为传输信号或履行机制的动力。在工厂中,因为压缩空气容易获得,干净、无污染,又安全,操控的功用和规划都非常简略,因而,现在许多出产线上选用气动工具


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