机电一体化概论 2-4PPT.ppt

采用FP1-C14型PLC进行分析。 I/O地址分配 连接的外部设备 I/O地址分配 连接的外部设备 X0 报警信号SB1 Y0 警灯 X1 响应开关SB2 Y1 警铃 X2 检查开关SB3 I/O 地址分配 根据输入、输出信号画出控制系统的时序图 编写梯形图程序 PLC 接口 PLC输入端子接线示意图 PLC 输入端子实物接线图 PLC输出端子接线示意图 PLC输出端子实物接线图 PLC 接口 思 考 题 单片机与PLC的应用范围有何不同 ？ 单片机：应用于数字采集和工业控制 PLC：应用于工业现场的自动化控制 3. DSP DSP是数字信号处理器的简称，是一种专门用于数字信号处理运算的、具有特殊内部结构的可编程微处理器。 DSP 特点 在单指令周期内可完成一次乘法和一次加法运算； 程序存储器和数据存储器独立编址、独立访问、具有独立的程序总线和数据总线，处理指令和数据可并行完成； 具有流水线，使取指令、译码、取数和执行等操作可重叠起来进行； 片内存储器处理速度快，可以多块存储器并行访问； 具有特殊的DSP指令，专门为实现数字信号处理的算法设置； 具有快速中断处理和I/O支持能力； 可以大规模集成，可靠性高，处理速度快 DSP 系统构成及工作过程 一个典型的DSP系统包括抗混叠滤波器、A/D转换器、DSP芯片、D/A转换器和抗镜像滤波器等。 DSP 应用领域 DSP 接口 以TI公司的 TMS320C54x 为例来介绍DSP接口。 DSP 编程语言 DSP有汇编语言、C语言和混合编程三种编程方式。 思 考 题 单片机与DSP的区别是什么 ？ DSP与单片机的最大区别是DSP能够高速、实时地进行数字信号处理运 算。 单片机的位控能力强，I/O接口种类繁多，片内外设和控制功能丰富、价格低、使用方便，但与DSP相比，信号处理速度较慢； DSP具有高速并行结构及指令、多总线，而单片机没有；DSP处理的算法复杂度和强大的数据处理流量，单片机无法可比。 4. 工控机 工控机是工业控制计算机的简称，又名IPC，是为工业现场应用而设计的计算机。 功能及特点 主要功能：数据处理；顺序控制；周期性巡回检测；直接数字 控制；监控；反馈指导操作；通信联网等。 特 点：实时在线检测与控制、工作时间长、可靠性高、 工作环境适应性好、编程语言丰富、扩展空间大、 输入/输出能力强。 组成 全钢机箱 工业电源 无源底板 工控机主要由全钢机箱、无源底板、工业电源、CPU卡以及鼠标、键盘、显示器、硬盘等附件组成。 应用领域 楼宇监控系统 路桥收费系统 柜台收银系统 加油系统 5. 现场总线 现场总线是将各个分散的现场设备作为网络节点连接起来，实现现场设备之间以及现场设备与高级控制系统之间双向数字式通信的标准总线。 现场总线的特点 全数字通信，传输精度高，消除模拟信号的瓶颈现象。 适应工业应用环境，既是通信网络，又是自控网络。 设备间互操作性和互换性。 实时性强，可靠性高，安全性好。 传输的数据及其相关信息，多为短帧传送。 通信传输速率低，传输距离远。 主流现场总线的介绍 基金会现场总线FF 控制器局域网CAN LonWorks DeviceNet Profibus Hart CC-Link InterBus ControlNet 2.4.3 控制原理与策略 1. 控制原理 自动控制系统主要有两种基本的控制方式： 开环控制和闭环控制。 开环控制 开环控制是指系统输入量对输出量实行单方向的控制，并没有对输出量结果进行检测。 以直流电动机调压调速系统为例，说明开环控制。 对干扰信号的调节 当系统受到外界干扰，假设直流电动机所带负载增加 回路电流 增大 电动机的转速 降低 对给定信号的调节 当给定电压信号 变化时，假设 增加 晶闸管控制角 小 晶闸管整流电路输出电压平均值 增大 直流电动机转速 升高 《机电一体化概论》