河南工业大学过程控制08汇编
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1、Process Control System & Instrumentation 主要内容 n控制器（PLC）n常规过程控制策略n开关控制nPID控制（通用及改进算法）Process Control System & Instrumentation 控制器n控制器是硬件和软件的结合体，从硬件上来说，过程控控制器是硬件和软件的结合体，从硬件上来说，过程控制中最常用控制器有：制中最常用控制器有：n可编程控制器（可编程控制器（PLC）n数字调节器（数字调节器（Digital Regulator)n工控机（工控机（IPC）n集散控制系统（集散控制系统（DCS）n从软件上体现的是各种过程
2、控制策略。从软件上体现的是各种过程控制策略。Process Control System & Instrumentation 过程控制策略 n1.1.开关（开关（ON/OFF）控制；）控制； n2.PID控制，即比例控制，即比例（proportional）积分（积分（integral）微分微分（derivative）控制；控制；n3.先进过程控制（先进过程控制（APC），如预测控，如预测控制、智能控制等制、智能控制等。Process Control System & Instrumentation 开关控制开关控制n指通过执行器（如电指通过执行器（如电磁阀）的全开或全关磁阀）的
3、全开或全关实现过程控制。适用实现过程控制。适用于对被控量没有严格于对被控量没有严格要求的场合，如要求要求的场合，如要求被控量在一定范围内被控量在一定范围内即可。即可。n如采用电磁阀控制液如采用电磁阀控制液位系统，防止溢出或位系统，防止溢出或抽空。抽空。Process Control System & Instrumentation 过程控制中的其它开关控制过程控制中的其它开关控制n虽然过程控制系统主要控制一些连续变化的参虽然过程控制系统主要控制一些连续变化的参量（温度、压力、流量、液位等），但量（温度、压力、流量、液位等），但在实施在实施控制时，涉及更多的变量往往是开关量，诸如控制时，
4、涉及更多的变量往往是开关量，诸如启停、联锁、切换启停、联锁、切换等等。等等。n实践表明，过程控制中连续变量与开关量的点实践表明，过程控制中连续变量与开关量的点数比约在数比约在1: :10以上。以上。nPLC在进行开关量输入在进行开关量输入/输出控制时具有明显输出控制时具有明显优势。优势。 Process Control System & Instrumentation PLC的特点的特点nPLCPLC最基本功能是最基本功能是DI/ODI/O控制，控制，中高档中高档PLCPLC普遍带有普遍带有AI/OAI/O功能。功能。当今当今PLC已成为一个集逻辑已成为一个集逻辑控制、调节控制、网络通
5、讯控制、调节控制、网络通讯和图形监视于一体的综合自和图形监视于一体的综合自动化系统。动化系统。nPLC在过程控制中约占控制在过程控制中约占控制器总量的器总量的80%以上，其广泛以上，其广泛应用的最根本原因在于它的应用的最根本原因在于它的可靠性和编程方式。可靠性和编程方式。Process Control System & Instrumentation PLC的可靠性的可靠性nPLC的最大特点即是其的最大特点即是其高可靠性，基本免维护。高可靠性，基本免维护。n适合于工业极其恶劣的适合于工业极其恶劣的生产场合，如振动、噪生产场合，如振动、噪声、粉尘、强电磁干扰声、粉尘、强电磁干扰等场合。等
6、场合。nPLC输入输入/输出一般都采输出一般都采用光电隔离及滤波整形用光电隔离及滤波整形电路；内配开关电源，电路；内配开关电源，允许电源波动范围宽；允许电源波动范围宽；PS、CPU冗余设计等。冗余设计等。Process Control System & Instrumentation PLC的编程方式的编程方式nPLC最基本的编程方式为梯形图（最基本的编程方式为梯形图（LAD）编程。）编程。使用最广，适用于电气自动化人员。使用最广，适用于电气自动化人员。n中高档中高档PLC一般还提供：一般还提供：n状态列表（状态列表（STL）编程，适用于软件专业人员；）编程，适用于软件专业人员；n功能
7、块流程（功能块流程（FBD）编程，适用于电子专业人员。）编程，适用于电子专业人员。n中高档中高档PLC一般采用子程序调用结构，适用于一般采用子程序调用结构，适用于大型复杂编程。大型复杂编程。Process Control System & Instrumentation 一个实际的一个实际的PLC程序结构程序结构n西门子（西门子（SIEMENS）S7-300系列系列PLC程序结构；程序结构；nOB1为主程序，多级程序调为主程序，多级程序调用。如用。如OB1- FC9- FC15 -SFC58(SFC59)Process Control System & Instrumentat
8、ion 一个实际的一个实际的PLC通信网络通信网络n两台两台PLC各带多各带多个远程个远程I/O；nPLC通过各自通通过各自通讯模块与上位讯模块与上位机（操作站）机（操作站）通讯；通讯；n两台两台PLC之间通之间通过总线通讯。过总线通讯。Process Control System & Instrumentation 国际著名国际著名PLC供应商供应商nPLCPLC产品以国外产品为主，主要面向中高档产品以国外产品为主，主要面向中高档PLCPLC的供应的供应商有：商有：nSIEMENSSIEMENS；nGEGE；nABAB；nMODICONMODICON；nCITECTCITECT。n主
9、要面向中低档主要面向中低档PLCPLC的供应商有：的供应商有：nOMRONOMRON；nMITSUBISHIMITSUBISHI；nFUJIFUJI。n国内市场占有率以国内市场占有率以SIEMENSSIEMENS最高，最高，S7-200S7-200、S7-300S7-300、S7-400S7-400、LOGOLOGO! !等。等。Process Control System & Instrumentation 比例积分微分（PID）控制 nPIDPID是过程控制中应用最广泛的控制规律是过程控制中应用最广泛的控制规律，占控制规律总数的占控制规律总数的95%95%以上。以上。n实际运行经验
10、及理论分析充分证明，实际运行经验及理论分析充分证明，PIDPID控制规律在对相当多的工业对象（一阶、控制规律在对相当多的工业对象（一阶、二阶）进行控制时能够得到相当满意的二阶）进行控制时能够得到相当满意的控制结果。控制结果。Process Control System & Instrumentation 模拟式模拟式PID算式算式 00)()(1)()(udttdeTdtteTteKtutdic00)()(1)(1udttdeTdtteTtetdin模拟式模拟式PID控制器通过运放、电阻、电容等元件来实控制器通过运放、电阻、电容等元件来实现，由于不能物理实现纯微分控制作用，因此，实际现
