过程系统plc入门

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1、广泛应用于各种领域:食S机械浬设备工业炉垃圾处理设备稽密化工设备目标澄度▽湓度挖制容垂第一章过程系统过程系统是通过对流量、温度、压力、液位等的测量和控制来进行生产的一种系统OZ用于各种领域，•钢铁厂•化工厂•环保设备•上下水处理设备•空调设备•半导体工厂•食品工厂•药品工厂•发电厂等第二章反馈控制这里以保持容器内液体温度的装置为例，说明反馈控制过程。测量溢度1.温度检测部分测量容器内液体温度。2.3.对调节阀进行橾作，调节蒸汽量，使容器内的液体的温度上升或下降。目标温度▽本例反馈控制，用方块图来表示反馈控制的动作过程②iS度控制（控制爱貢）目标溫度操作倌号*偏差：目标温度与

2、温度测蚤值之间的差③调节阀蒸气④容器（操It部分）（控制^象〉容器内液阼溫度1.在比较部勝的测②温度控制（控制装置）目标溫度1.蒸气量调节部分根据偏差值计算橾作量，并将橾作信号输送至调节阀②雕控制（控制提罝）目标度2.根据操作信号对调节阀进行操作，向容器内输送蒸气。②温度挖*j（控制爱罝）1.容器内液体的温度发生变化后，温度检测部分再次对液体温度进行测量目标温度比较部分控制坏用语说明比较部分对目标值和测盪值进行比较的部分。调节部分根据目标值和测量值信号，生成目标动作所需信号，并将其送至操作部分。操作部分将调节部分送来的操作信号转为操作量，使得控制对象产生变化的部分。控制对象

3、控制的对象，包括整个机械、过程、装置设备或其中的一部分。检测部分传感器等，用于从控制对象中提取必要的控制信号。外部干扰对控制进行干扰的、无法预料的外部环境变化。控制环为了将操作结果反馈至调节部分而形成的控制回路。是进行过程控制的1个单位。ON/OFF控制反馈控制中较为简单的ON/OFF控制。所谓ON/OFF控制，就是根据偏差值(目标值-测量值)的正贞对橾作部进行ON/OFF右图所示为ON/OFF控制方式下调节阀的状态和液体温度的变化。右图①所示，当液体温度低于目标值时，调节阀全幵(ON),供应蒸气。幵始供应蒸汽后，液体温度仍然继续下降，一段时间后开始转为上升，然后如②所示超

4、过目标值。液体温度超过目标值后，调节阀全闭(OFF),停止供应蒸气。蒸气供应停止后，液体温度仍然继续上升，需要经过一段时间后才转为下降。ON/OFF控制方式下，液体温度并不能保持为一定值，而是如图所示在不断地变化。要解决这一问题，可以使用下面介绍的P控制(比例控制)。P动作（比例动作》按照偏差值（目标值-测量值）的大小，输出与其成正比的橾作量的动作叫做P动作（比例动作）。P动作可以根据偏差值的大小，对调节阀的开度进行细微的调整，从而减小液体温度的变动Op动作的橾作量用公式操作量=比例增益（Kp）x偏差因此偏差值相同时，比例增益越大，橾作量就越大，蒸气供应量也大；比例增益越小

5、，橾作量就越小，蒸气供应量也随之减少。P动作对阶跃偏差的操作量如下所示P控制SSip=ianuM»温度检测部分urns蛇】比例婚益/〈Kp）:2J92.2-1★■要占*^比例iiSKp越大，P控制®效果也就速大通过调节阀的动作确认比例増益-XKp〉:1

6、比例增益XKp）:O^下图所示为不同比例增益下，P动作控制效果（对容器内液体温度进行P控制的结果）之间的差异。通过调节阀的细微调整，液体温度的变动得以减小。P动作下，液体温度的变动有所减小，但无法实现测量值与目标值的一致，两者之间会有一定的偏差。这一偏差叫做偏移（静差或剩余偏差》。I动作（积分动作》与PI控制P动作下，无法实

7、现测量值与目标值的一致，两者之间会有一定的偏移。I动作（枳分动作）可以消除这一偏移。I动作通过对过去到现在的偏差进行时间积分后输出，来消除偏移。（图）I动作一般与P动作组合，作为PI控制来使用。MSB枳分时间越小，消除偏移的时间就越短。枳分时间越大，消除偏移的时间越长。积分时间不同时，PI控制下积分效果的差异如下图所示。T1D动作（微分动作）D动作（微分动作）是为了减轻外部干扰对控制对象的影响，而在P动作输出的基础上加上与偏差变化率（偏差的微分）成正比的输出。一般与PI控制组合，作为PID控制来使用。下图所示为同一干扰（外部干扰A）导致偏差出现变化时，有D动作和无D动作情况

8、下控制对象响应的差异。如图所示，加上D动作后，可以减轻外部干扰带来的影响。MSB(iEfAfT)加上D4M麻对外格近吕标隹）.Ufa微分时间越大，D动作带来的橾作量越大，微分效果也越大。★要占微分$间越大，微分效果也越大USD动作（微分动作）与PD控制［比较实用的D控制：不完全微分］直接使用D控制时，会使得高频干扰成分增大，导致控制系统不稳定，橾作量的时间幅度变小（偏差变为阶跃时会出现瞬间的脉冲波形输出），因此存在无法提供足够的能量来驱动橾作部分等问题。因此一般情况下，大多使用在微分项输入中加入一次延时滤波的不完全