9907-028數(shù)字調(diào)速控制器,特點和功能

9907-028數(shù)字調(diào)速控制器,特點和功能

數(shù)控系統(tǒng)由信息載體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和受控設(shè)備組成。信息載體采用紙帶、磁帶、磁卡或磁盤等，用以存放加工參數(shù)、動作順序、行程和速度等加工信息。數(shù)控裝置又稱插補器，根據(jù)輸入的加工信息發(fā)出脈沖序列。每一個脈沖代表一個位移增量。插補器實際上是一臺功能簡單的專用計算機，也可直接采用微型計算機。插補器輸出的增量脈沖作用于相應(yīng)的驅(qū)動機械或系統(tǒng)用來控制工作臺或刀具的運動。如果采用步進電機作為驅(qū)動機械，則數(shù)控系統(tǒng)為開環(huán)控制。對于精密機床，需要采用閉環(huán)控制的方式，以伺服系統(tǒng)為驅(qū)動系統(tǒng)。
數(shù)字控制系統(tǒng)由計算機、外部設(shè)備、操作臺、輸入通道、輸出通道、檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)、被控對象以及相應(yīng)軟件組成。
1.計算機
計算機是數(shù)字控制系統(tǒng)的核心，通過接口可以向系統(tǒng)的各個部分發(fā)出各種控制指令，同時對被控對象的被控參數(shù)進行實時檢測和處理。其功能是完成程序存儲、數(shù)值計算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理。
2.過程輸入、輸出通道
過程輸入、輸出通道是計算機和被控對象之間設(shè)置的信息傳遞和轉(zhuǎn)換的連接通道。輸入通道把被控對象的被控參數(shù)轉(zhuǎn)換成計算機可以認(rèn)知的數(shù)字代碼，這一般需要采樣、量化和編碼三步完成。輸出通道把計算機輸出的控制指令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以對被控對象進行控制的控制信號。輸入、輸出通道一般包括：模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量輸入通道、數(shù)字量輸出通道。
3.外部設(shè)備
外部設(shè)備是實現(xiàn)計算機和外界信息交換的設(shè)備，簡稱外設(shè)。外部設(shè)備包括人機通信設(shè)備，輸入、輸出設(shè)備和外存儲器等。
輸入設(shè)備：鍵盤、掃描儀、光電輸入機等，用來輸入程序和數(shù)據(jù)。
輸出設(shè)備：打印機、記錄儀、顯示器等，主要用來向操作人員提供信息和數(shù)據(jù)，以便及時了解控制過程。
外存儲器：包括磁帶、磁盤等，用來存儲系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)。
4.檢測裝置
為了對被控對象進行控制，必須首先對被控對象的被控參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，例如溫度、壓力、液位、速度等，它是由檢測裝置來完成的，檢測裝置即傳感器，可以將非電量參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量參數(shù)，再送到計算機。
5.執(zhí)行機構(gòu)
執(zhí)行機構(gòu)是計算機控制系統(tǒng)的一個重要組成部分，它是控制任務(wù)的執(zhí)行者，如電機等。
6.操作臺
操作臺是操作人員和計算機控制系統(tǒng)進行對話的裝置，主要包括：
（1）顯示裝置：顯示屏幕、熒光數(shù)碼顯示器、顯示操作人員要求顯示的內(nèi)容和報警信號。
（2）功能鍵：復(fù)位鍵、啟動鍵、打印鍵、顯示鍵、中斷鍵。
（3）數(shù)字鍵：輸入某些數(shù)據(jù)或修改控制系統(tǒng)的某些參數(shù)。

數(shù)字控制系統(tǒng)的控制過程可分為三部：
1.實時采集數(shù)據(jù)。對被控對象的被控參數(shù)進行實時檢測，同時傳送給計算機進行處理。
2.實時決策。對采集到的被控參數(shù)的狀態(tài)量進行分析，并按照某種控制算法計算出控制量，決定下一步的控制過程。
3.實時控制。根據(jù)決策實時地向執(zhí)行器發(fā)出控制信號。
“實時”是指信號的輸入、計算、輸出都要在采樣間隔內(nèi)完成。計算機控制系統(tǒng)的這種控制作用不斷地重復(fù)，使得整個系統(tǒng)能夠按照一定的動態(tài)品質(zhì)指標(biāo)進行工作，并且使整個控制系統(tǒng)達到所需要的性能指標(biāo)；同時對被控參數(shù)和設(shè)備本身所出現(xiàn)的異常狀態(tài)能夠進行監(jiān)測和處理。

直接數(shù)字控制器
數(shù)字智能控制器
數(shù)字智能控制器
直接數(shù)字控制器，Direct Digital Controller，也稱“DDC控制器”。通常DDC系統(tǒng)的組成通常包括中央控制設(shè)備(集中控制電腦、彩色監(jiān)視器、鍵盤、打印機、不間斷電源、通訊接口等)、現(xiàn)場DDC控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)、以及相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥等元器件。
可編程控制器
可編程控制器簡稱PC，但沿用PLC的簡稱。其英文全稱為：Programmable Controller，它經(jīng)歷了可編程矩陣控制器PMC、可編程順序控制器PSC、可編程邏輯控制器PLC（英文全稱：Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個不同時期。
1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！?br /> 順序控制器
根據(jù)生產(chǎn)工藝規(guī)定的時間順序或邏輯關(guān)系編制程序，對生產(chǎn)過程各階段依次進行控制的裝置，簡稱順控器。順序控制器的控制方式有時序控制和條件控制兩種。
數(shù)字調(diào)節(jié)器
用數(shù)字技術(shù)和微電子技術(shù)實現(xiàn)閉環(huán)控制的調(diào)節(jié)器，又稱數(shù)字調(diào)節(jié)儀表，是數(shù)字控制器的一種。它接受來自生產(chǎn)過程的測量信號，由內(nèi)部的數(shù)字電路或微處理機作數(shù)字處理，按一定調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出數(shù)字信號或模擬信號驅(qū)動執(zhí)行器，完成對生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制。

作用
在傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)中，控制器的控制規(guī)律或控制作用是由儀表或電子裝置的硬件電路完成的，而在計算機控制系統(tǒng)中，除了計算機裝置以外，更主要的體現(xiàn)在軟件算法上，即數(shù)字控制器的設(shè)計上。
按設(shè)計特點分類
計算機控制系統(tǒng)的描述方法分為：一是將連續(xù)的被控對象離散化－－等效的離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，然后在離散系統(tǒng)的范疇內(nèi)分析整個閉環(huán)系統(tǒng)；二是將數(shù)字控制器等效為一個連續(xù)環(huán)節(jié)，然后采用連續(xù)系統(tǒng)的方法來分析與設(shè)計整個控制系統(tǒng)。相應(yīng)地，在設(shè)計方法上就可以分為：模擬化設(shè)計方法和離散化設(shè)計方法。

在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程映像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程映像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。
輸出刷新
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。
小結(jié)
根據(jù)上述過程的描述，可以對PLC工作過程的特點小結(jié)如下：
①PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，這種方式減少了外界干擾的影響。
②PLC的工作過程是循環(huán)掃描的過程，循環(huán)掃描時間的長短取決于指令執(zhí)行速度、用戶程序的長度等因素。
③輸出對輸入的影響有滯后現(xiàn)象。PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，當(dāng)采樣階段結(jié)束后，輸入狀態(tài)的變化將要等到下一個采樣周期才能被接收，因此這個滯后時間的長短又主要取決于循環(huán)周期的長短。此外，影響滯后時間的因素還有輸入濾波時間、輸出電路的滯后時間等。
④輸出映像寄存器的內(nèi)容取決于用戶程序掃描執(zhí)行的結(jié)果。
⑤輸出鎖存器的內(nèi)容由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)決定。
⑥PLC當(dāng)前實際的輸出狀態(tài)由輸出鎖存器的內(nèi)容決定。

在制造工業(yè)中存在大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，使PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產(chǎn)品。PLC廠家在原來CPU模板上提逐漸增加了各種通訊接口，現(xiàn)場總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，使PLC的應(yīng)用范圍越來越廣泛。 PLC具有穩(wěn)定可靠、價格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，這是它能持久的占有市場的根本原因。
PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，有母板，數(shù)字I/O模板，模擬I/O模板，還有特殊的定位模板，條形碼識別模板等模塊，用戶可以根據(jù)需要采用在母板上擴展或者利用總線技術(shù)配備遠(yuǎn)程I/O從站的方法來得到想要的I/O數(shù)量。
PLC在實現(xiàn)各種數(shù)量的I/O控制的同時，還具備輸出模擬電壓和數(shù)字脈沖的能力，使得它可以控制各種能接收這些信號的伺服電機，步進電機，變頻電機等，加上觸摸屏的人機界面支持，PLC可以滿足您在過程控制中任何層次上的需求。