顺序控制与数字控制

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1、第三章顺序控制与数字控制3.1顺序控制3.2数字程序控制习题3.1顺序控制3.1.1顺序控制系统的类型1.按被控对象的特性分类顺序控制包括时间顺序控制系统、逻辑顺序控制系统和条件顺序控制系统等。时间顺序控制系统是固定时间程序的控制系统。它以执行时间为依据，每个设备的运行或停止与时间有关。例如，在物料的输送过程中，为了防止各输送带电动机同时启动造成负荷的突然增大，并且为了防止物料的堵塞，通常先启动后级的输送带电动机，经一定时间延时后，再启动前级的输送带电动机。在停止输送时，先停止前级输送带的电动机，延时后再停止后级输送带的电动机，使在输送带上的物料能输送

2、完毕。又例如，在交通控制系统中，东西南北方向各色信号灯的点亮和熄灭是在时间上已经确定的，所以，它将按照一定的时间来点亮或熄灭信号灯。这类顺序控制系统的特点是各设备运行时间是事先已确定的，一旦顺序执行，将按预定的时间执行操作指令。逻辑顺序控制系统按照逻辑先后顺序执行操作指令，它与时间无严格的关系。例如，在批量控制的反应釜中，反应初期，首先打开基料阀，基料流入反应釜中，达到一定液位时，启动搅拌机。在搅拌开始后，液位因基料在继续流入而升高，当达到某一液位时，反应基料停止加入，其它物料开始加入，当液位达到另一设定液位时，物料停止加入，开始加入蒸汽升温，并开始反

3、应。图3－1为反应釜工作流程图。图3-1反应釜工作流程图在实际中基料与物料分别存放在各自的储液罐内，在这个过程中，进料的流量大小受到进料储罐液位的影响，液位高，则进料压力大，流量也大，达到启动搅拌机的液位所需时间也短。同样，在加入其它物料时，因受物料流量的影响，液位达到所需液位的时间也不同。但是，在这类控制系统中，执行操作指令的逻辑顺序关系不变，因此，称这类控制系统是逻辑顺序控制系统。这类控制系统在工业生产过程的控制中应用较多。条件顺序控制系统是以执行操作指令的条件是否满足为依据，当条件满足时，相应的操作就被执行，不满足时，将执行另外的操作。典型的例子

4、是电梯控制系统。当某一层有乘客按了向上按钮后，如电梯空闲，则电梯自动向该层运行。当乘客进入电梯轿厢，并按了所需去的楼层按钮后，在一定的时间延时和关闭电梯门后，电梯将运行，一直等到电梯到达了所需的楼层，自动打开轿厢门。这里，电梯的运行根据条件确定，可向上运行也可向下运行，所停的楼层也根据乘客所需确定。这类顺序控制系统在工业生产过程控制中也有较多的应用。2.按控制技术手段分类顺序控制系统在工业控制领域的应用很广，顺序控制系统实现的方案有采用继电器组成的逻辑控制系统、采用晶体管的无触点逻辑控制系统、采用可编程序控制器的逻辑控制系统和采用计算机的逻辑控制系统

5、等。继电器组成的顺序逻辑控制系统是历史最久的一种实现方法。它的控制功能全部由硬件完成，即采用继电器的常开常闭触点、延时断开延时闭合触点等可动触点和普通继电器、时间继电器、接触器等执行装置完成所需的顺序逻辑功能。例如，电动机的开停控制等。受继电器触点可靠性的影响和使用寿命的限制，这类控制系统的使用故障较多，使用寿命较短，加上因采用硬件完成顺序逻辑功能，因此更改不便，维修困难。晶体管组成的无触点顺序逻辑控制因减少了连接点的可动部件，可靠性大大提高。晶体管、晶闸管等半导体元器件的使用寿命也较继电器的触点使用寿命长，因此，在20世纪70年代得到了较大的发展。

6、它也是用硬件组成顺序逻辑功能，更改也不很方便,但因采用功能模块的结构，部件的更换和维修较继电器顺序逻辑控制系统要方便。可编程序控制器是在计算机技术的促进下得以发展起来的新一代顺序逻辑控制装置。与上述的组成方法不同，它用软件完成顺序逻辑功能，用计算机来执行操作指令，实施操作，因此，顺序逻辑功能的更改十分方便。加上得益于计算机的高可靠性和高运算速度，使得可编程序控制器一出现就得到了广泛的应用。计算机组成的顺序逻辑控制系统指在集散控制系统或工控机中实现顺序逻辑控制功能的控制系统。在大型的顺序逻辑控制和连续控制相结合的工程应用中，这类控制系统大有用武之地。在这

7、类控制系统中，有连续量的控制和开关量的控制。采用计算机对它们进行操作和管理，必要时，把信息传送到上位机或下送到现场控制器和执行机构。由于计算机技术、半导体技术、通信和网络技术、控制技术、软件技术等高新科学技术的发展，工业生产过程的控制也出现了飞速的发展，可编程序控制器将与其他计算机控制装置一起成为21世纪工业控制领域的主流控制装置。3.1.2顺序控制系统的组成顺序控制系统的组成见图3-2，它由五部分组成：(1)输入接口：实现输入信号的电平转换。(2)控制器：接受控制输入信号，按一定的控制算法运算后，输出控制信号到执行机构，控制器具有记忆功能，能实

8、现所需的控制运算功能。(3)输出接口：实现输出信号的功率转换。(4)检测机构：检测被控对象