数字控制器的原理剖析.ppt

2.3.数字式控制器Digital Controller 数字式控制器类型 ： 2.3.1.数字式控制器构成原理 数字式控制器组成:二大部分 2.3.1.1. 数字式控制器的硬件电路 ──用于实现仪表数据运算处理，各组成部分之间的管理 I／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: 过程输入通道 模拟量输入通道 开关量输入通道 过程输出通道 模拟量输出通道 开关量输出通道 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。 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信线路的数字信号，将其转换成能被计算机接受的数据。 2.3.1.2.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 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： 功能模块提供了各种功能，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 : 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 。 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： 2.3.2. 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，使控制器具有规定的控制运算功能。 SLPC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；具有自诊断功能，在输入输出信号、运算控制回路、备用电池及通信出现异常情况时，进行故障处理并进行故障显示 (1) 主机电路 (2) 过程输入通道 SLPC控制器共有5个模拟量输入通道，A／D转换器是利用μPC648D型高速12位D／A转换器和比较器，X1输入通道具有备用方式 ，正常工作时的信息途径之外，发生故障时，进行测量值指示 。 (3) 过程输出通道 SLPC控制器共有3个模拟量输出通道，其中一路Y1为4～20mADC电流输出，两路Y2、Y3为1～5VDC电压输出，相互间也不隔离 。 过程输出通道 过程输出通道 (4) 开关量输入和输出通道 SLPC控制器有六个开关量输入和输出通道，它们既可以当作输入也可以当作输出，由使用者设定。开关量输入输出通道都经过高频变压器隔离 (5) 人／机联系部件 侧面板有触摸式键盘和数字显示器，用以显示或修改输入、输出数据、PID参数和其他数据，显示的项目由键操作来选择 (6) 通信接口电路 2.3.2.3. SLPC可编程控制器的软件部分 包括系统程序和功能模块: 系统程序用于保证整个控制器正常运行，这部分用户是不能调用的 功能模块提供了各种功能，用户可以根据需要选用，以构成用户程序，功能模块以指令形式提供 功能模块---以指令形式提供 指令对各种寄存器进行操作，寄存器实际上是对应于随机读写存储器RAM中各个不同的存储单元，只是为了使用和表示方便，才特地定义了不同的名称和符号 。 指令都与五个运算寄存器S1~S5有关。这五个运算寄存器以堆栈方式构成. 指令类型 指令有4种类型 指令类型 4、功能指令——完成各种指定功能 控制功能指令的基本功能 ① 基本控制指令BSC：内含一个控制单元CNT1， 相当于模拟仪表中的一台PID控制器； 控制功能指令的基本功能 模块BSC的回路连接 控制功能指令的基本功能 被控变量接到模拟量输入通道X1，实现单回路PID控制的程