数字控制器的原理

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1、丰富的运算控制功能通过软件实现所需功能带有自诊断功能带有数字通讯功能具有和模拟控制器相同的外特性保持常规模拟式控制器的操作方式2.3.数字式控制器DigitalController1数字式控制器类型：定程序控制器可编程控制器混合控制器批量控制器22.3.1.数字式控制器构成原理数字式控制器组成:二大部分软件──包括系统程序和用户程序硬件电路──以微处理器CPU为核心32.3.1.1.数字式控制器的硬件电路①②③④⑤4──用于实现仪表数据运算处理，各组成部分之间的管理CPU完成数据传递、算术逻辑运算、转移控制等功能;CTC的定时功能用来确定控制

2、器的采样周期，并产生串行通信接口所需的时钟脉冲；计数功能主要用来对外部事件进行计数。主机电路ROM存放系统程序;EPROM存放用户程序;RAM存放输入数据、显示数据、运算的中间值和结果值。5I／O接口是CPU同过程输入、输出通道等进行数据交换的器件，它有并行接口和串行接口两种:并行接口具有数据输入、输出双向传送和位传送的功能，用来连接过程输入、输出通道，或直接输入、输出开关量信号。串行接口具有异步或同步传送串行数据的功能，用来连接可接收或发送串行数据的外部设备6过程输入通道模拟量输入通道──将多个模拟量输入信号分别转换为CPU所接受的数字量。

3、多路模拟开关将多个模拟量输入信号分别连接到采样／保持器。采样／保持器具有暂时存储模拟输入信号的作用A／D转换器的作用是将模拟信号转换为相应的数字量。利用D／A转换器与电压比较器，按逐位比较原理来实现模／数转换的。7开关量输入通道──将多个开关输入信号转换成能被计算机识别的数字信号。开头量指的是在控制系统中电接点的通与断，或者逻辑电平为“1”与“0”这类两种状态的信号。开关量输入通道常采用电耦合器件作为输入电路进行隔离传输。8过程输出通道模拟量输出通道──依次将多个运算处理后的数字信号进行数／模转换D／A转换器起数／模转换作用。U／I转换器将1

4、~5V的模拟电压信号转换成4~20mA的电流信号。9开关量输出通道──通过锁存器输出开关量（包括数字、脉冲量）信号，以便控制继电器触点和无触点开关的接通与释放，也可控制步进电机的运转。采用光电耦合器件作为输出电路进行隔离传输10人／机联系部件正面板测量值和给定值显示器，输出电流显示器，运行状态（自动／串级／手动）切换按钮、给定值增／减按钮和手动操作按钮等，还有一些状态显示灯。侧面板有设置和指示各种参数的键盘、显示器。11通信接口电路──将欲发送的数据转换成标准通信格式的数字信号，经发送电路送至通信线路（数据通道）上；同时通过接收电路接收来自通

5、信线路的数字信号，将其转换成能被计算机接受的数据。通信接口有并行和串行两种：并行传送是以位并行、字节串行形式串行传送为串行形式，即一次传送一位，连续传送122.3.1.2.数字式控制器的软件数字式控制器的软件分为系统程序和用户程序两大部分系统程序:系统程序是控制器软件的主体部分，通常由监控程序和功能模块两部分组成。13系统程序监控程序使控制器各硬件电路能正常工作并实现所规定的功能，同时完成各组成部分之间的管理。其主要完成的任务有：·系统初始化·中断管理·自诊断处理·键盘、显示管理·定时处理·通信处理·掉电处理·运行状态控制·键处理14功能模块

6、提供了各种功能，用户可以选择所需要的功能模块以构成用户程序，使控制器实现用户所规定的功能。控制器提供的功能模块主要有:·数据传送·控制方式切换·高值选择和低值选择·上限幅和上限幅·四则运算·逻辑运算·开平方运算·取绝对值运算·脉冲输入计数与积算脉冲输出·折线逼近法函数运算·一阶惯性滞后处理·纯滞后处理·移动平均值运算·PID运算15用户程序用户程序是用户根据控制系统要求，在系统程序中选择所需要的功能模块，并将它们按一定的规则连接起来的结果，其作用是使控制器完成预定的控制与运算功能。使用者编制程序实际上是完成功能模块的连接，也即组态工作。用户程

7、序的编程通常采用面向过程POL语言(Procedure-OrientedLanguage)。16控制器的编程工作是通过专用的编程器进行的，有“在线”和“离线”两种编程方法：在线:编程器与控制器通过总线连接共用一个CPU离线:编程器自带一个CPU构成一台独立的仪表172.3.2.SLPC可编程控制器SLPC可编程控制器是一种有代表性的、功能较为齐全的可编程控制器，它具有基本PID、串级、选择、非线性、采样PI、批量PID等控制功能，并具有自整定功能，可使PID参数实现最佳整定。用户只需使用简单的编程语言，即可编制各种控制与运算程序，使控制器具有

8、规定的控制运算功能。18SLPC可编程控制器SLPC还具有通信功能，可与上位计算机联系起来构成集散型控制系统；具有可变型给定值平滑功能，能够改善给定值变更的响应特性