可編程序控制器模擬量及PID算法應(yīng)用案例

前言

可編程序控制器（PLC）是綜合了計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通信技術(shù)的一種新型的、通用的自動控制裝置。它具有功能強、可靠性高、操作靈活、編程簡便以及適合于工業(yè)環(huán)境等一系列優(yōu)點，在工業(yè)自動化、過程控制、機電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造等方面的應(yīng)用越來越廣泛，已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。本書編者是2005年北京市級精品課程“可編程序控制器”的主講教師，是中國勞動和社會保障部聘請的《可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的起草專家組成員，曾主持天津一汽豐田汽車廠空調(diào)控制系統(tǒng)程序設(shè)計等多項實際項目，主編的《可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用》一書被評為2006年北京市高等教育精品教材。本書以O(shè)MRON（歐姆龍）公司生產(chǎn)的CPlH型和CJlH型PLC為典型機型，從案例出發(fā)，講述PLc模擬量輸入／輸出單元的基本原理和使用方法，數(shù)字濾波、量程變換和PID算法的編程方法。本書在案例討論時，采用CP1H和CJ1H型PLC的地址編寫梯形圖，讀者可視使用的PLC機型稍作調(diào)整，或在培訓(xùn)教師的指導(dǎo)下完成。全書共分3個案例。案例1模擬量輸入數(shù)據(jù)采集，介紹PLC的模擬量輸入單元工作原理、使用方法及軟件設(shè)置，量程變換與數(shù)字濾波的編程方法等內(nèi)容，由霍罡、曹輝編寫；案例2模擬量輸出數(shù)據(jù)處理，介紹模擬量輸出單元工作原理、使用方法及軟件設(shè)置，量程逆變換與鋸齒波發(fā)生器的編程實例，由霍罡編寫；案例3 PLc溫度控制系統(tǒng)設(shè)計，以某汽車廠裝配車間空調(diào)系統(tǒng)為例，綜合介紹控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，模擬量輸入／輸出配置，量程變換及PID算法等實際應(yīng)用內(nèi)容，并兼顧CPlH與CJlH型PLC的基礎(chǔ)知識，由霍罡編寫。全書由霍罡統(tǒng)稿，參加編寫的還有樊曉兵、杭和平、解晗、羅維、高雪飛、李志娟、謝飛、楊玉稚。書中所有程序均已通過調(diào)試，便于讀者對照使用。在本書編寫中，歐姆龍自動化（中國）統(tǒng)轄集團(tuán)、高等教育出版社給予了大力的支持和幫助；浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院戴一平老師提供了案例資料；廈門大學(xué)林育茲老師審閱了全書，提出了許多寶貴意見。

內(nèi)容概要

　　《可編程序控制器模擬量及PID算法應(yīng)用案例》以O(shè)MRON公司生產(chǎn)的CP1H、CJ1H型可編程序控制器（PLC）為基本機型，結(jié)合編者的教學(xué)與工程實踐經(jīng)驗，引用典型實例詳細(xì)介紹了PLC模擬量輸入／輸出單元的基本原理和使用方法，數(shù)字濾波、量程變換和。PID算法的編程方法。借助此書，讀者將循序漸進(jìn)地掌握處理模擬量的典型方法，舉一反三，觸類旁通。

書籍目錄

案例1 模擬量輸入數(shù)據(jù)采集1.1 模擬量輸入單元的配置1.1.1 CJ1W-AD081-V1單元的工作原理1.1.2 CJ1W-AD081-V1單元的使用方法1.2 量程變換1.2.1 標(biāo)度指令SCL（194）的工作原理1.2.2 標(biāo)度指令SCL（194）的應(yīng)用實例1.2.3 標(biāo)度2指令SCL2（486）的工作原理1.2.4 標(biāo)度2指令SCL2（486）的應(yīng)用實例1.3 數(shù)字濾波1.3.1 限幅濾波的原理1.3.2 限幅濾波的應(yīng)用實例1.3.3 限幅濾波編程指令的使用方法1.3.4 算術(shù)平均值濾波的原理1.3.5 算術(shù)平均值濾波的應(yīng)用實例1.3.6 算術(shù)平均值濾波編程指令的使用方法1.3.7 加權(quán)平均值濾波的原理1.3.8 滑動平均值濾波的原理1.3.9 滑動平均值濾波的應(yīng)用實例1.3.10 字移位指令WSFT（016）的工作原理1.4 CJ系列PLC綜述1.4.1 CJ系列PLC的系統(tǒng)特點與功能1.4.2 CJ系列PLC的基本結(jié)構(gòu)與配置1.4.3 CJ系列PLC的I／O擴展1.4.4 CJ系列PLC的基本I／0單元1.4.5 CJ系列PLC的特殊I／0單元1.4.6 CJ系列PLC的存儲器思考與練習(xí)案例2 模擬量輸出數(shù)據(jù)處理2.1 模擬量輸出單元的配置2.1.1 CJ1W—DA041單元的工作原理2.1.2 CJ1w—DA041單元的使用方法2.2 量程逆變換2.2.1 標(biāo)度3指令SCL3（487）的工作原理2.2.2 標(biāo)度3指令SCL3（487）的應(yīng)用實例2.3 鋸齒波發(fā)生器的程序設(shè)計2.3.1 PLC設(shè)計鋸齒電壓波發(fā)生器的步驟2.3.2 鋸齒電壓波發(fā)生器的編程實例2.3.3 鋸齒電壓波發(fā)生器編程指令的使用方法思考與練習(xí)案例3 PLC溫度控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 PLC回路控制方案概述3.2 空調(diào)系統(tǒng)流程及控制要求3.3 控制系統(tǒng)配置及I／O分配3.3.1 系統(tǒng)硬件配置3.3.2 I／O分配3.4 CP1H PLC模擬量輸入／輸出單元3.4.1 CP1H模擬量輸入單元功能3.4.2 CP1H模擬量輸入單元的工作原理3.4.3 CP1H模擬量輸出單元功能3.4.4 CP1H模擬量輸出單元的工作原理3.5 控制系統(tǒng)程序設(shè)計3.5.1 控制系統(tǒng)程序設(shè)計流程3.5.2 模擬量單元的軟件設(shè)置3.5.3 量程換算3.5.4 PID算法3.5.5 PID算法編程實例3.5.6 自整定PID控制算法3.5.7 量程標(biāo)度的標(biāo)準(zhǔn)化3.5.8 報警程序?qū)嵗?.6 CP1H系列PLC綜述3.6.1 CP1H PLC的基本結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)特點3.6.2 CPU單元3.6.3 CP1H PLC的輸入／輸出單元3.6.4 CP1H PLC的存儲器3.6.5 CP1H PLC的I/O擴展單元思考與練習(xí)附錄一 CPIH的開關(guān)量輸入／輸出規(guī)格（XAX）型附錄二 CPIH擴展單元參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：①數(shù)字濾波無需硬件，僅用一個計算過程，可靠性高，不存在阻抗匹配問題，尤其是數(shù)字濾波可以對頻率很高或很低的信號進(jìn)行濾波，這是模擬濾波器做不到的。②數(shù)字濾波是用軟件算法實現(xiàn)的，多輸入通道可用一個軟件“濾波器”從而降低系統(tǒng)開支。③只要適當(dāng)改變軟件濾波器的濾波程序或運行參數(shù)，就能方便地改變其濾波特性，這對于低頻、脈沖干攪、隨機噪聲等特別有效。常用的數(shù)字濾波器算法有限幅濾波法、中值判斷法、算術(shù)平均值法、加權(quán)平均值濾波法、滑動平均值濾波法和復(fù)合濾波法等。本節(jié)采用PLC梯形圖語言編程實現(xiàn)數(shù)字濾波，下面選擇幾種常用的濾波方法來介紹PLc編程方法。1.3.1  限幅濾波的原理由實際的工程實踐可知，因被測對象慣性而導(dǎo)致的取樣值變化速率是有限的，但當(dāng)取樣電路的誤差與電磁干擾等因素可能使取樣值出現(xiàn)起伏，且頻率較高時，可以考慮通過數(shù)字濾波的方法消除。在實際過程中任何物理量的變化都需要一定的時間，因此相鄰兩次取樣值之差△Y不應(yīng)超過某一定值，當(dāng)△Y，大于某一定值時，可以判斷測量值肯定是某種因素引起的干擾，應(yīng)將其剔除。

編輯推薦

《可編程序控制器模擬量及PID算法應(yīng)用案例》的知識結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，強調(diào)實用性，可作為高等院校工業(yè)自動化、電氣技術(shù)、機電一體化以及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為高職高專以及“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師”職業(yè)資格的培訓(xùn)教材或自學(xué)用書，還可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考?！犊删幊绦蚩刂破髂M量及PID算法應(yīng)用案例》在案例討論時，采用CP1H和CJ1H型PLC的地址編寫梯形圖，讀者可視使用的PLC機型稍作調(diào)整，或在培訓(xùn)教師的指導(dǎo)下完成。

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