第7章 控制系统的可靠性

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《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统

《数控原理与系统》第7章__数控机床电气控制系统

第7章 数控机床电气控制系统

有些輔助功能只在本程式段內起作用, 當後續程式段到來時便失效,稱為當前輔 助功能,記為C類,例如M06等。還有一些 輔助功能一旦被執行便一直有效,直至被 注消或被取代為止,稱為保持類輔助功能, 記為H類,例如M10、M11等。對於不同動 作類型的輔助功能,在用邏輯電路或編寫 PLC程式實現時,其處理方法也將不同。
第7章 数控机床电气控制系统
第7章 數控機床電氣控制系統

7.1 概述
7.2 JBK-30型數控系統及其在 CJK0630A車床上的應用
7.3 FAGOR 8025/8030數控系統及 其在CK6150數控車床上的應用

7.4 數控系統中PLC的資訊交換及M、 S、T功能的實現

7.5 數控機床電氣圖的繪製方法 小結
第7章 数控机床电气控制系统

3.T功能 T功能即刀具功能,T代碼後跟隨2~ 5位數字表示要求的刀具號和刀具補償號。 數控機床根據T代碼,通過PLC可以管理刀 庫,自動更換刀具,也就是說根據刀具和 刀具座的編號,可以簡便、可靠地進行選 刀和換刀控制。
第7章 数控机床电气控制系统


7.1.3數控系統中的可編程控制器(PLC) 數控系統輔助控制功能以開關量順序控 制為主,可採用繼電器控制邏輯或可編程序 邏輯控制器(PLC)實現。在一些經濟型的數 控車床和輔助動作比較簡單的數控機床上, 為了簡單起見,其輔助動作的控制常用繼電 器邏輯實現。而在功能比較完善的數控機床 上,其輔助動作的控制邏輯一般都比較複雜, 如果仍使用繼電器實現,則電路的設計和調 試將比較困難,可靠性也差。因此,多數數 控機床都採用可編程控制器(PLC)來完成輔 助運動的控制。

计算机控制技术(第2版)部分课后题答案

计算机控制技术(第2版)部分课后题答案

第一章1、计算机控制系统是由哪几部分组成的?画出方框图并说明各部分的作用。

答:计算机控制系统由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部分组成;框图P3。

1)工业控制机主要用于工业过程测量、控制、数据采集、DCS操作员站等方面。

2)PIO设备是计算机与生产过程之间的信息传递通道,在两者之间起到纽带和桥梁的作用。

3)生产过程就是整个系统工作的各种对象和各个环节之间的工作连接。

2、计算机控制系统中的实时性、在线方式与离线方式的含义是什么?为什么在计算机控制系统中要考虑实时性?(1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做出反应的特性;在线方式是生产过程和计算机直接相连,并受计算机控制的方式;离线方式是生产过程不和计算机相连,并不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

(2)实时性一般要求计算机具有多任务处理能力,以便将测控任务分解成若干并行执行的多个任务,加快程序执行速度;在一定的周期时间对所有事件进行巡查扫描的同时,可以随时响应事件的中断请求。

3.计算机控制系统有哪几种典型形式?各有什么主要特点?(1)操作指导控制系统(OIS)优点:结构简单、控制灵活和安全。

缺点:由人工控制,速度受到限制,不能控制对象。

(2)直接数字控制系统(DDC) (属于计算机闭环控制系统)优点:实时性好、可靠性高和适应性强。

(3)监督控制系统(SCC)优点:生产过程始终处于最有工况。

(4)集散控制系统优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

(5)现场总线控制系统优点:与DOS相比降低了成本,提高了可靠性。

(6)PLC+上位系统优点:通过预先编制控制程序实现顺序控制,用PLC代替电器逻辑,提高了控制是现代灵活性、功能及可靠性。

第二章1、什么是工业控制计算机?它们有哪些特点?答:工业控制计算机是将PC机的CPU高速处理性能和良好的开放式的总线结构体系引入到控制领域,是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。

自动控制原理第7章线性离散控制系统

自动控制原理第7章线性离散控制系统
差分方程描述了系统在离散时间点的 行为,通过求解差分方程,可以预测 系统未来的输出。
状态方程
状态方程是描述线性离散控制系统动态行为的数学模型,其形 式为 X(k+1) = A*X(k) + B*U(k),其中X(k)表示在时刻k的系统 状态向量,U(k)表示在时刻k的控制输入向量,A和B是系统矩 阵。
自动控制原理第7章 线性离散控制系统

目录
CONTENTS
• 引言 • 线性离散控制系统的数学模型 • 线性离散控制系统的稳定性分析 • 线性离散控制系统的性能分析 • 线性离散控制系统的设计方法 • 线性离散控制系统的应用案例
01
引言
线性离散控制系统的定义与特点
定义
线性离散控制系统是指系统的动态行为由差分方程或离散状态方程描述的一类控制系统。
适性。
常见的智能家居控制系统包括智 能照明、智能安防、智能环境监
测等。
案例三:工业自动化控制系统设计
工业自动化控制系统是线性离散 控制系统的另一个重要应用领域, 主要用于实现生产过程的自动化
和智能化。
工业自动化控制系统通常采用分 布式控制结构,通过各种传感器、 执行器和主控制器实现对生产设
备的监测和控制。
离散控制系统的稳定性判据
劳斯-赫尔维茨稳定性判据
通过计算离散控制系统的传递函数的极点和零点,判断系统的稳定性。如果所有极点都位于复平面的左半部分,则系 统稳定;否则系统不稳定。
奈奎斯特稳定性判据
通过分析离散控制系统的频率响应,判断系统的稳定性。如果频率响应的相位曲线在-π~π范围内,则系统稳定;否则系 统不稳定。
系统实现
将设计好的控制器应用于实际系统中,并进 行实验验证。
离散控制系统设计的常用方法

自动化仪表控制系统管理制度和维修制度(5篇)

自动化仪表控制系统管理制度和维修制度(5篇)

自动化仪表控制系统管理制度和维修制度第一条为加强公司自动化仪表设备及控制系统的管理工作,控制和优化工艺条件,保障仪表设备安全经济运行,依据国家有关法规及相关管理规定,制定本制度。

第二条本制度适用于本公司自动化仪表控制系统的管理。

第三条控制系统主要包括集散控制系统(DCS)、紧急停车系统(ESD)、可编程控制器(PLC)等。

第四条控制系统的日常维护。

(一)系统点检制度1、仪表部系统负责人员应加强对系统的日常维护检查,根据系统的配置情况,制定系统点检标准,并设计相应的定点检表格。

2、系统定点检应包括以下主要内容: A、主机设备的运行状态。

B、外围设备(包括打印机等)的投用情况和完好状况。

C、各机柜的风扇(包括内部风扇)运转状况。

D、机房、操作室的温度、湿度。

3、定点检记录要字迹清楚、书写工整,并定期回收,妥善保管。

(二)系统硬件管理1、仪表系统要设立专人负责保养,按规定进行点检和维护。

2、建立系统硬件设备档案,内容应名细到主要插件板,并作好历次设备、卡件变更记录。

3、系统硬件的各种资料要妥善保管,原版资料要归档保存。

4、在线运行设备检修时,要严格执行有关手续,按照规定,做好防范措施。

(三)系统软件管理1、系统软件和应用软件必须有双备份,并妥善保管在金属柜内;控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管,并严格执行规定范围内的操作内容。

软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人,并将有关修改设计资料存档。

2、系统软件无特殊情况严禁修改;确需修改时,要严格按照申请、论证手续,主管经理批准后实施。

3、应用软件在正常生产期间不宜修改。

按工艺要求确需重新组态时,要有明确的修改方案,并由生产技术部门、仪表和厂领导负责人共同签字后方可实施并做好安全防范措施。

4、软件各种文本修改后,必须对其他有关资料和备份盘作相应的修改。

5、由通用计算机、工业控制微机组成的控制、数据采集等系统,应执行专机专用,严禁任何人运行与系统无关的软件,以防病毒对系统的侵袭。

(完整版)程控交换技术重点习题答案

(完整版)程控交换技术重点习题答案

第一章1.在通信网中为什么要引入交换的功能?在降低成本的前提下,保证网络高可靠性、高性能、易维护、易扩展,最终达到网络的智能化管理。

2.构成通信网的三个必不可少的要素是什么?交换设备、传输设备和用户终端设备是通信网的基本组成部分,通常称为通信网的三要素。

3.目前通信网中存在的交换方式主要有哪几种,它们分别属于哪种传送模式?目前在通信网中所采用的交换方式主要有以下几种:电路交换、多速率电路交换、快速电路交换、分组交换、帧交换、帧中继、ATM交换、IP交换、光交换、软交换。

电路交换、多速率电路交换、快速电路交换-———-属于电路传送模式(CTM)分组交换、帧交换、帧中继——---—-—-—-—-——————属于分组传送模式(PTM)ATM交换—-—---—--—-—-———-—-————-----—----———属于异步传送模式(ATM)4.电路传送模式、分组传送模式和异步传送模式的特点是什么?5.电路交换面向连接的工作方式是一条物理连接通路,只要通话即刻就可传送信息。

分组交换的虚电路方式是逻辑连接,是通过保存选路结果和路由连接关系来实现连接。

ATM交换面向连接的工作方式是逻辑连接,分为虚通道连接和虚信道连接.6.同步时分复用和异步时分复用的特点是什么?同步时分复用的特点是固定分配带宽.异步时分复用的特点是动态分配带宽。

7.面向连接和无连接的工作方式的特点是什么?面向连接的工作方式特点:不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接,其通信过程可分为三个阶段:连接建立、传送信息、连接拆除。

一旦连接建立,该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送,且保证信息的有序性。

信息传送的时延比无连接工作方式的时延小。

一旦建立的连接出现故障,信息传送就要中断,必须重新建立连接,因此对故障敏感。

无连接工作方式的特点:没有连接建立过程,一边选路、一边传送信息。

属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地,该路径事先无法预知,无法保证信息的有序性。

PLC控制系统设计与调试.PPT

PLC控制系统设计与调试.PPT

7.2 PLC控制系统的硬件设计
· 7.2.2 PLC容量估算 · 1. 可编程控制器控制系统I/O点数估算 ·I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被
控对象的输入信号与输出信号的总点数,选择相应规模的 可编程控制器并留有10%~15%的I/O裕量。估算出被控对象 上I/O点数后,就可选择点数相当的可编程控制器。如果是 为了单机自动化或机电一体化产品,可选用小型机,如果 控制系统较大,输入输出点数较多,被控制设备分散,就 可选用大、中型可编程控制器。
7.2 PLC控制系统的硬件设计
· 7.2.3 输入输出模块的选择 ·输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的
控制信号。对于开关频繁、电感性、低功率因数的负载, 推荐使用晶闸管输出模块,缺点是模块价格高;过载能力 稍差。继电器输出模块优点是适用电压范围宽,导通压降 损失小,价格便宜,缺点是寿命短,响应速度慢。输出模 块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过 的电流值。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。 · 7.2.4 电源模块的选择 ·电源模块的选择比较简单,只需要考虑电流总量即可。即 其额定输出电流必须大于CPU、I/O等耗电总和。
· 3.选择PLC选择时主要包括PLC机型、容量、I/O模块、电源的选 择。
· 4.分配PLC的I/O地址根据生产设备现场需要,确定控制按钮,选 择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、 规格、数量;根据所选的PLC的型号列出输入/输出设备与PLC输入 输出端子的对照表,以便绘制PLC外部I/O接线图和编制程序。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.1 PLC控制系统设计的内容与步骤
7.1.1 PLC系统设计的原则与内容 1.设计原则 · PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计,硬件设计

《初级工》第七章 自动调节系统的基本知识及应用

《初级工》第七章 自动调节系统的基本知识及应用



当t=3T时,
h(3T ) KA(1 e ) 0.95KA 0.95h()
从加入输入作用以后,经过3T时间,h已经变化了全部变 化范围的95%,这时,可近似认为动态过程基本结束。
3
c、时间常数τ对控制系统的影响
对控制通道的影响: 在相同的控制作用下,时间常数大,被控变量的变化 比较缓慢,则过程比较平稳,容易进行控制,但过渡 过程时间较长;若时间常数小,被控变量的变化速度 快,则控制过程比较灵敏,不易控制。时间常数太大 或太小,对控制都不利。
Kp ——比例调节器的放大倍数
只需改变支点o的位置就可以改变放大倍数Kp 的大小。工业中所用的调节器都用比例度来表 示比例调节的强弱。
其中(xmax-xmin)为仪表量程,(ymax-ymin)为调 节器输出量的范围 但比例调节不能使被调量恢 复到给定值而存在余差,因而调 节准确度不高。当调节质量要求 较高时,需要加上积分调节来消 除余差。
mD—扰动作用;μ—执行机构位移;D—软化水流量; W—生水流量;h—软化水箱水位;h0—水位给定值; i1—水位偏差信号;i2—调节信号
三、自动调节系统的特征分类
1、按给定值信号的特征分类
①定值调节系统
②随动调节系统
③程序调节系统
2、按工作原理分类 ①反馈调节系统 ②前馈调节系统
③前馈-反馈调节系统


对上式求导:
当t=0时,
h
dh KA t T e dt T dh KA h() dt T T
当对象受到阶跃输入作用 后,被控变量如果保持初 始速度变化,达到新的稳 态值所需要的时间就是时 间常数。
h(∞)
0.632h(∞)
0
T

第七章 可编程序控制器的控制系统设计

第七章  可编程序控制器的控制系统设计
2013-1-16 西南科技大学信息工程学院 22
PLC应用技术
§7-1
PLC控制系统的总体设计
(3)采样循环时间。 采样循环时间反映了系统处理模拟量输入的响应时间。 (4)模拟量输入模块的外部连接方式。
外部检测元件各种各样,其信号范围和要求的连接也不
相同。模拟量输入模块为适应这些要求可提供各种连接方式,
电气控制与PLC
第七章
§7-1 §7-2
可编程序控制器的控制系统设计
PLC控制系统的总体设计 提高PLC控制系统可靠性的措施
2013-1-16
西南科技大学信息工程学院
1
PLC应用技术
§7-1
PLC控制系统的总体设计
PLC控制系统软件设计方法
控制系统软件设计流程 信号采样和滤波处理方法与技巧
PLC控制系统硬件设计方法
1、PLC控制系统类型
由PLC构成的单机控制系统可分为下列四种类型。
(1)由PLC构成的单机控制系统
(2)由PLC构成的集中控制系统 (3)由PLC构成的分布式控制系统 (4)由PLC构成远程I/O控制系统
2013-1-16 西南科技大学信息工程学院 3
PLC应用技术
§7-1
PLC控制系统的总体设计
2013-1-16
西南科技大学信息工程学院
11
PLC应用技术 (1)下降;
(2)夹紧; (3)上升;
(4)右移;
(5)下降; (6)放松; (7)上升; (8)左移。
2013-1-16
西南科技大学信息工程学院
12
PLC应用技术
§7-1
PLC控制系统的总体设计
2、设备状况
设备状况应满足整个工艺要求。

FX3版第7、8章

FX3版第7、8章
2.改进的PID控制算法 图7-11的SVn等下标中的n表示是第n次采样时的数字量。PID指令执行的周 期称为采样周期TS。
(1)一阶惯性数字滤波 模拟量反馈信号pv(t)采样后用一阶惯性数字滤波器来滤除干扰噪声,Tf是
滤波器的时间常数。输入滤波常数 = Tf /(Tf +TS),TS为采样周期。 (0~1)越大滤波效果越好;过大会使系统的响应迟缓。
(2)不完全微分PID
微分容易引入高频干扰。为此在微分部分增加了一阶惯性滤波。下式是不
完全微分PID的传递函数,微分增益KD是不完全微分的滤波时间常数与微分 时间TD的比值。
(3)反馈量微分PID 设定值SVn的突变将会使误差EVn和PID的输出量MVn突变,为了消除给定值 突变的影响,只对反馈量PVnf 微分。不考虑给定值的变化(即令SVn为常 数),有
2.闭环控制的工作原理 闭环负反馈控制可以使测量值PVn等于或跟随设定值SVn。假设实际温度值 c(t)低于给定的温度值,误差EVn为正,mv(t)将增大,使执行机构(电动调节 阀)的开度增大,进入加热炉的天然气流量增加,加热炉的温度升高,最终 使实际温度接近或等于设定值。
3.闭环控制反馈极性的确定 闭环控制必须保证系统是负反馈,如果系统接成了正反馈,将会失控。
均值会降低PL编程 不同型号的PLC可连接1、2、4台FX3U-4AD-ADP。M8280~M8283为ON和 OFF时,通道1~4分别为电流输入和电压输入。D8280~D8283用来保存来自 通道1~4的输入数据。D8284~D8287用来设置通道1~4的平均次数(1~ 4095)。 D8288用于保存适配器的错误信息。 图7-3中,适配器的通道1和通道2分别被设置为电压输入和电流输入。开机 时将错误信息M8288中的第6位(硬件错误)和第7位(通信数据错误)清零。 在运行时将D8288中的错误信息传送到M0~M15。 通道1和通道2的平均值滤波的次数为8,D200和D201用来存放通道1和通道2 的A-D转换的平均值。

网络系统建设与运维高级课程第章可靠性技术

网络系统建设与运维高级课程第章可靠性技术

数据中心网络可靠性保障实践案例
总结词:高可用性、可扩展性、前瞻性
通过合理规划网络拓扑结构、设备选型与配置、容错 技术等,实现了高可用性和可扩展性的保障。
某大型互联网公司数据中心网络可靠性保障实践案例 ,采用了先进的架构和技术手段。
在前瞻性方面,充分考虑未来业务发展和数据中心的 扩展需求,为未来发展奠定了基础。
局域网
重点考虑服务器、交换机 、路由器等设备的可靠性 ,保证数据传输的稳定性 和速度。
互联网
涉及众多设备和网络,需 要提高设备和链路的可靠 性,以保证数据传输的质 量和速度。
广域网
涉及广泛的设备和传输距 离,需要保证数据传输的 可靠性和稳定性,避免数 据丢失和错误。
不同应用场景下的可靠性需求
政府机构
故障诊断方法
分层诊断、模块化诊断等
恢复过程
检测、定位、隔离故障,恢复系统运行
07
案例分析与实践
企业网络系统可靠性规划与设计案例
总结词:全面、细致、可行
在规划与设计中,充分考虑企业实际需求和业务特点 ,确保网络系统稳定、可靠,满足生产和管理需要。
某大型企业网络系统可靠性规划与设计案例,包括网 络拓扑结构、设备选型、冗余设计、容错技术等。
实施后,网络系统的稳定性和可用性得到了显著提升 ,故障率降低,保证了企业业务的正常运行。
校园网高可靠性建设案例
01
02
03
04
总结词:创新、多元化、高效
某高校校园网高可靠性建设案 例,采用多层次、多手段的可 靠性技术方案
通过创新性的设计和多元化技 术的运用,实现了校园网的高 可靠性保障。
建设过程中,充分考虑高校师 生的实际需求和校园网的特点 ,实现了网络系统的稳定可靠 运行,提高了高校信息化建设 和应用水平。

(完整版)现代交换原理与通信网技术(卞丽)部分课后习题答案

(完整版)现代交换原理与通信网技术(卞丽)部分课后习题答案

第一章1.在通信网中为什么要引入交换功能?为实现多个终端之间的通信,引入交换节点.各个用户终端不在是两两互连 , 而是分别精油一条通信线路连接到交换节点上,在通信网中,交换就是通信的源和目的终端之间建立通信信道,实现通信信息传送的过程引入交换节点后, 用户终端只需要一对线与交换机相连,接生线路投资,组网灵活.2.构成通信网的三要素是:交换设备. 传输设备 , 用户终端.3.目前通信网中存在的交换方式有哪几种?分别属于哪种传送模式?电路交换.多速率电路交换.快速电路交换. 分组交换.帧交换. 帧中继.ATM交换.IP交换.光交换.软交换.电路交换. 多速率电路交换 .快速电路交换. 属于电路传送模式, 分组交换 .帧交换. 帧中继/属于分组传送模式 ATM交换属于异步传送模式4.电路传送模式.分组传送模式,和异步传送模式的特点是什么?(1)信息传送的最小单元是时隙(2)面向连接的工作方式(3)同步时分复用(4)信息传送无差错控制(5)信息具有透明性(6)基于呼叫损失的流量控制分组特点: (1)面向连接的工作方式的特点(2)无连接的工作方式特点(3)统计时分复用(4)信息传送有差错控制(5)信息传送不具有透明性(6)基于呼叫延迟的流量控制异步传送特点: (1)固定长度单元的信元和简化的信头(2)采用了异步时分复用方式(3)采用了面向连接的工作方式5.电路交换. 分组交换的虚电路方式以及ATM交换都采用面向连接的工作方式,它们有何异同?相同点:都具有连接建立数据传送和链路拆除三个阶段. 不同; 电路交换的面向连接的工作方式是一条物理连接通路.而虚电路方式以及ATM交换方式都属于逻辑连接.6.同步时分复用和异步时分复用的特点是什么?同步时分复用的基本原理是把时间划分为等长的基本单位,一般称为帧,没帧再划分为更小单位叫时隙.对每一条同步时分复用的告诉数字信道,采用这种时间分割的方法.依据数字信号在每一帧的时间位置来确定它是第几路子信道.这些子信道又可以称为位置化信道.通过时间位置来识别每路信道异步时分复用是采用动态分配带宽的,各路通信按需使用. 异步时分复用将时间划分为等长的时间片,用于传送固定长度的信元.异步时分是依据信头标志X.Y.Z.来区别哪路通信信元,而不是靠时间位置来识别。

S7-1200 PLC应用基础课件第7章 PLC控制系统设计与调试

S7-1200 PLC应用基础课件第7章 PLC控制系统设计与调试
(1)输出方式:继电器、晶体管、晶闸管 (2)驱动能力: 应根据被控设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果 被控设备的电流较大,输出模块无法直接驱动,可增加中间放大环节 (3)同时接通的点数: 输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所 允许通过的电流值。一般来讲,同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的 60%。
7.1.1 PLC控制系统设计的原则与内容
2. 设计内容
1)拟订控制系统设计的技术条件 技术条件一般以设计任务书的形式来确定,它是整 个设计的依据。 2)选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构。 3)选定PLC的型号。 4)原理设计 设计工艺设备布置图、电气原理图、编制材料清单等。 5)编写软件规格说明书,用相应的编程语言进行程序设计。 6)人机界面的设计。 7)工艺设计 设计元件布置图、安装接线图、控制台(柜)等。 8)编制整理技术文件 整理完整的技术文件,编写使用、维护说明书。
7.2.4 分配输入/输出点
1. 输入点的简化
(1)合并输入 如果某些信号的逻辑关系总是以“串联”或“并联”的方式整体 出现,这样可以在信号接入输入点前,按“串联”或“并联”的逻辑关系接好线 ,再接到输入点。 (2)分时分组输入 (3)采用拨码开关 (4)减少多余信号的输入 如果通过PLC程序就可判定输入信号的状态,则可以减 少一些多余信号的输入。 (5)某些输入设备可不进PLC 有些输入信号功能简单、涉及面很窄,将它们放在 外部电路中同样可以满足要求,就没有必要作为PLC的输入。
7.2.5 输出点的保护
在带感性负载时,要抑制关闭电源时电压的升高,可以采用下面的方法来设计合 适的抑制电路。设计的有效性取决于实际的应用,所以必须根据实际调整参数, 以保证所有的器件参数与实际应用相符合。 1. 晶体管输出的保护 对于大电感或频繁开关的感性负载可以使用外部二极管或齐纳二极管来保护内部 电路。如图7-1和图7-2所示。

【2024版】第7章可编程逻辑控制器实验

【2024版】第7章可编程逻辑控制器实验

可编辑修改精选全文完整版第7章可编程逻辑控制器实验可编程逻辑控制器(PLC)是以微处理器为核心的通用工业自动控制装置,它具有控制能力强、可靠性高、易于扩展、通用性强、使用灵活方便等优点。

现代的PLC不仅可以取代继电器控制系统,还可以进行复杂的生产自动控制,是现代自动化生产线上必不可少的控制设备。

本章从工程应用的角度出发,以最基本的起停、自锁、互锁、定时、计数控制,到闭环控制、数据传输等高级功能讲述PLC学习过程中,必须熟练掌握的指令系统、软件设计与开发思路。

最后通过组态软件(上位机)与PLC的连接实现PLC数据的通信功能。

目前市场上PLC的种类繁多,但其应用领域、工作原理、基本结构和设计思想都基本类似,本章以国内工矿企业应用比较典型的产品—西门子S7-200系列PLC为核心展开实验,读者可以通过对该系列PLC的深入了解后,扩展对其它系列PLC的学习。

7.1 基本逻辑指令实验学习完PLC硬件系统配置,对PLC的输入输出端口和数据存储方式有了一定了解,利用基本逻辑指令实验进一步巩固PLC的逻辑控制方面的知识,理解从继电器控制系统到PLC控制系统转化的必然性。

在基本逻辑指令实验中,主要了解PLC各存储区(V、I、Q、M、S、L、SM等)空间的大小与区别;了解PLC各中变量(字、字节、字、双字)的存储方式与相互关系;了解定时器的特点和用法;了解计数器的特点和用法;了解PLC编程中的一些典型编程方法。

7.1.1 位逻辑指令启、停控制程序实验实验1. 通用双按钮(启动、停止)控制的启停控制输入端口:启动I0.0 停止I0.1输出端口:输出指示Q0.0控制说明:启动I0.0采用常开按钮,停止I0.1采用常闭按钮(通常是红色按钮,为了与工业现场应用保持一致,本文中所有独立的停止按钮都采用常闭按钮进行连接,如果实验中没有常闭按钮,请注意程序的编写),当启动I0.0闭合On时,输出Q0.0闭合并且保持,当停止I0.1按钮断开Off时,Q0.0断开且保持。

可编程控制器第7章习题答案

可编程控制器第7章习题答案

第7章习题答案1. 可编程控制器系统设计一般分为几步?答:(1)工艺分析。

(2)选择合适的PLC类型。

(3)分配I/O点。

(4)程序设计。

(5)控制柜或操作台的设计和现场施工。

(6)应用系统整体调试。

(7)编制技术文件。

2. 如何选择合适的PLC类型?答:在选择PLC机型时,主要考虑下面几点:○1功能的选择。

对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能(如中断、PID等)。

○2I/O点数的确定。

统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数,并考虑以后的扩充(一般加上10%~20%的备用量),从而选择PLC的I/O点数和输出规格。

○3内存的估算。

用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。

一般可按下式估算:存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。

3.题参考程序I/O分配输入输出起动按钮:I0.0 Y1:Q0.1停止按钮(常闭按钮):I0.4 Y2:Q0.2L1按钮:I0.1 Y3:Q0.3L2按钮:I0.2 M:Q0.4L3按钮:I0.34.参考程序I/O分配输入输出起动按钮:I0.0 M1:Q0.1 停止按钮(常闭按钮):I0.5 M2:Q0.2 负载或故障A:I0.1 M3:Q0.3负载或故障B:I0.2 M4:Q0.4负载或故障C:I0.3负载或故障D:I0.4传送带故障的情况5. PLC对安装环境有何要求?PLC的安装方法有几种?答:安装环境:PLC适用于工业现场,为了保证其工作的可靠性,延长PLC的使用寿命,安装时要注意周围环境条件:环境温度在0~55℃范围内;相对湿度在35%~85%范围内(无结霜),周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和金属颗粒;避免过度的震动和冲击;避免太阳光的直射和水的溅射。

第7章列车运行控制及调度指挥解读

第7章列车运行控制及调度指挥解读

列车的监控和列车运行的自动调整。
3.列车自动监控系统(ATS) 列车自动监控系统(ATS)功能
(1)控制与显示功能 (2)时刻表功能 (3)仿真功能 (4)数据记录 (5)检测与报警 • 控制中心ATS的主要功能: 1)列车的运行控制等正常操纵; 2)时刻表的编辑、修改和存储,时刻表延时修正的调整控制; 3)列车位置的实时监视和列车运行轨迹记录; 4)运行图管理(计划和实际运行图); 5)列车运行进路的自动设置,车站联锁状态的监督; 6)故障记录等
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CBTC概述
CBTC 介绍
基于通信的列车控制系统(简称CBTC) Communication Based Train control,是计算机技
术、通信技术、控制技术综合发展的新型控制系统,
已成为列车控制系统的发展方向。
CBTC 介绍
CBTC制式分类

采用轨间电缆作为传输通道的 CBTC(IL CBTC)
• 车载ATP子系统功能: (1)接收和解译限速指令; (2)根据限速进行超速防护; (3)测速、测距; (4)停站校核; (5)控制车门开、闭,发送站台屏蔽门开、闭信息等; (6)具有故障自检和报警、记录功能。
2.列车自动运行系统(ATO)
ATO (Automatic Train Operation,简称 ATO)子系统主要 完成站间自动运行、列车速度调节和进站定点停车, 并能接
●这三个子系统是通过信息交换网络构成闭环系统,可以充 分发挥保证行车安全,提高运行效率,缩短行车间隔,促 进管理现代化,提高综合运营能力和服务质量的作用。其 结构示意图如图
• 城市轨道交通信号系统按子系统设备所在区域,由以下部 分组成: (1)行车指挥控制中心:由列车运行监视(调度监督)或列车 运行监控(调度集中)或列车自动监控等子系统构成。 (2)车站及轨旁子系统:由行车指挥系统车站设备、联锁、行 车运行控制系统的地面设备及其与联锁设备的接口、列车 识别等其他设备组成。 (3)车载子系统:由机车信号和自动停车设备、车载ATP/ATO 及列车识别等设备组成。 (4)车辆段(场)子系统:由联锁设备、行车指挥系统等设备 组成。

数字通信第七章差错控制

数字通信第七章差错控制
记作
dmin =1;如果只选用最小码距
dmin =2的码组,则只有 4
=3的码组,则只有 dmin
种码组为许用码组;若选用最小码距
两种码组为许用码组。由上面的图可以看到,码距就是从一 个顶点沿立方体各边移动到另一个顶点所经过的最少边数。 下面我们将具体讨论一种编码的最小码距与这种编码的 检错和纠错能力的数量关系。
Hale Waihona Puke 纠正编码,简称纠错编码。差错控制的基本思路是:发送端
在被传输的信息序列上附加一些码元(称为监督码元),这 些附加码元与信息(指数据)码元之间存在某种确定的约束 关系;接收端根据既定的约束规则检验信息码元与监督码元 之间的这种关系是否被破坏,如传输过程中发生差错,则信 息码元与监督码元之间的这一关系受到破坏,从而使接收端 可以发现传输中的错误,乃至纠正错误。可以看出,由于增 加了不携带信息的附加码元,从而增加了传输的任务,使得
误的功能,经编码后发出能够发现错误的码,接收端收到
后经检验如果发现传输中有错误,则通过反向信道把这一
判断结果反馈给发送端,然后,发送端把前面发出的信息
重新传送一次, 直到接收端认为已正确地收到信息为止。
常用的检错重发系统有三种,即停发等候重发、返回重发
和选择重发。图7-2画出了这三种系统的工作原理图。
随机差错又称独立差错,是指那些独立地、稀疏地和互
不相关地发生的差错。存在这种差错的信道称为无记忆信道 或随机信道。 突发差错是指一串串,甚至是成片出现的差错,差错之 间有相关性,差错出现是密集的。这种突发的噪声主要是由
雷电、开关引起的瞬态电信号变化等。
第7章 差错控制
例如传输的数据序列为000000000000……,由于噪声干
扰,收端收到的数据序列为01101100……,其中11011为一串 互相关联的错误,即一个突发错误。突发长度B即为相对错 误较多区域中第一个错误与最后一个错码之间的长度(中间 可能有不错的码),本例中突发长度等于5,而11001称为错

机械制造装备设计第七章习题答案

机械制造装备设计第七章习题答案

第七章习题与思考题答案7-1 什么是机械加工生产线它的主要组成类型及特点有哪些答:机械加工生产线:在机械产品生产过程中,对于一些加工工序较多的工件,为保证加工质量、提高生产率和降低成本,往往把加工装备按照一定的顺序依次排列,并用一些输送装置与辅助装置将他们连接成一个整体,使之能够完成工件的指定加工过程的生产作业线。

机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。

7-2 影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素是什么答:影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素:1)工件几何形状及外形尺寸;2)工件的工艺及精度要求; 3)工件材料;4)要求生产率;5)车间平面布置;6)装料高度。

7-3 简述机械加工生产线的设计内容和流程答:机械加工生产线的设计一般可分为准备工作阶段、总体方案设计阶段和结构设计阶段。

主要流程如下:1)制定生产线工艺方案,绘制工序图和加工示意图;2)拟定全线的自动化控制方案;3)确定生产线的总体布局,绘制生产线的总联系尺寸图;4)绘制生产线的工作循环周期表;5)生产线通用加工装备的选型和专用机床、组合机床的设计;6)生产线输送装置、辅助装置的选型及设计;7)液压、电气等控制系统的设计;8)编制生产线的使用说明书及维修注意事项等。

7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面的问题如何解决这些问题答:(1)工件工艺基准选择: a、尽可能在生产线上采用统一的定位面,以利于保证加工精度,简化生产线的结构; b、尽可能采用已加工面作为定位基准;c、箱体类工件应尽可能采用“一面两销”定位方式,便于实现自动化,也容易做到全线采用统一的定位基面;d、定位基准应有利于实现多面加工,减少工件在生产线上的翻转次数,减少辅助设备数量,简化生产线构;e、在较长的生产线上加工材料较软的工件时,其定位销孔因多次定位将严重磨损,为了保证精度,可采用两套定位孔,一套用于粗加工,另一套用于精加工;或采用较深的定位孔,粗加工用定位孔的一半深度,精加工用定位孔的全部深度;f、定位基准应使夹压位置及夹紧简单可靠。

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CPU发出复位脉冲,使CPU可靠复位,程序从
0000地址开始执行。CPU正常工作时,必须在小 于看门狗复位时间间隔内定时向MAX1232第7脚 发负脉冲。
(2)掉电保护 在单片机控制系统中,当电源电压下降到一定
数值后,掉电保护电路将向CPU申请中断,在中断
服务程序中将重要参数和现场数据保护起来,外围 电路失电后,启用CPU备用电源维持CPU和RAM 的供电,当供电电源正常后,单片机恢复现场继续 工作。
(3) 用压敏电阻器吸收电网过电压
压敏电阻具有稳压管似的非线性特性。在无过 电压时,只有微安级的漏电流;有过电压时,以急 剧增长的放电流形式吸收过电压,响应速度为纳秒 级。过电压后又能恢复到微安级的漏电流,从而具 有很好的抑制过电压的性能。
(4)交流电源滤波
对付电网中的尖峰脉冲干扰,最有效的措施是
共模干扰的抑制方法:
1)变压器隔离
2)光电隔离
3)浮地屏蔽
4)采用仪表放大器提高共模抑制比
1)变压器隔离 利用变压器把模拟信号电路与数字信号电
路隔离开来,也就是把模拟地与数字地断开, 以使共模干扰电压Vcm不成回路,从而抑制了 共模干扰。
被测信号Vs经放大后,首先通过调制器变换成 交流信号,经隔离变压器B传输到副边,然后用解 调器再将它变换为直流信号Vs2,再对Vs2进行A/D 变换。
4)采用仪表放大器提高共模抑制比
仪表放大器具有共模抑制能力强、输入阻抗高、
漂移低、增益可调等优点,是一种专门用来分离共 模干扰与有用信号的器件。
3.电源抗扰技术 (1)交流稳压电源装置 (2)不间断供电电源
(3) 浪涌电压吸收器
(4)交流电源滤波
(5)电源变压器屏蔽
(6)整流后的干扰抑制
(1)交流稳压电源装置
用时应在额定值以下留有一定的裕量。
二、冗余技术
常用的冗余系统.按其结构可分为并联系统、 备用系统和表决系统三种。 1.并联系统
对于有N个并联装置组成系统来说,只有当N 个装置全部失效时,系统才不能工作。
2.备用系统
S1,S2,…,SN为工作单元 D1,D2……,DN为每个单元上的失效检测器 K为转换器。 在备用系统中,仅有一个单元在工作,其余 各单元处于准备状态。一旦工作单元出现故障,失 效检测器发出信号,通过转换器K投入一个备用单 元,整个系统继续运行。
进行低通滤波,尖峰脉冲可用一个近似的三角波f(t)
来代表。其中A为干扰波形的最大值,τ为干扰的作 用时间,对f(t)进行付氏变换:
F ( j ) f (t ) e dt
jt
经计算得:
A sin 4 F ( j ) 2 2
(4) 软件陷阱 我们经常听到“程序跑飞”的说法,这实际
上是CPU受到干扰后误把操作数当作操作码,陷
入了死循环。所谓软件陷阱,就是用一条引导指
令,强行捕获跑飞的程序,将其引向一个固定的 地址,通常是0000,即让单片机复位,程序从头 开始执行。
2.过程通道抗扰技术 (1)串模干扰及其抑制方法 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声 串模干扰一般由分 布电容的净电耦合、 长线传输互感、空 间电磁场的磁场耦 合、50Hz的工频干 扰等引起。 图中Vs为被测信号,Vcm为干扰噪声,两者之 和作为输入信号。串模干扰也称为常态干扰。
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7.2 硬件系统的可靠性技术
一、筛选元件 二、冗余技术 三、抗扰技术
一、筛选元件
1.元件的故障规律 统计规律表明,元件的失效曲线是一个“浴盆 曲线”
(1)初始失效期 故障随时间增加而减少,原因是 元器件的质量先天缺陷,及时更换不好的元器件,
可排除早期故障。
(2)偶然失效期 这个时期故障率较低,而且与时 间无关。 (3)损耗失效期 故障明显增加,原因是元器件的 老化和磨损。
Mห้องสมุดไป่ตู้BF A 100 % MTBF MTTR
二、可靠性设计原则
1.简化方案
系统的失效率是其所有组成元件失效率的
总和,避免一个元件失效的最好办法是在系统 中省去这个元件。所以只要能满足系统的性能 和功能指标,就应尽可能地简化系统结构。 2.避免片面追求高性能指标和过多的功能 过高的性能指标和过多的功能势必导致系 统复杂化,从而使用更多的元器件,直接降低
了系统的可靠性。
3.合理划分软硬件功能 能够方便地用软件完成的功能尽量不要使用
硬件,当然要考虑到CPU时间资源的允许。
4.防热设计 统计得知,半导体器件的结温每升高10℃, 它的失效率会提高一倍。另外随着温度的升高, 电路的绝缘电阻相应下降,大气中的腐蚀性气体 腐蚀金属的速度也会加快。所以防热设计是影响 系统工作稳定性及可靠性的主要因素之一。
图中:t1、t2……tn为系统正常工作时间 Tl、T2……Tk为维护时间
主要衡量指标:
1. 故障率λ(失效率)
失效次数 k λ n 总工作时间
i 1
ti
即单位工作时间内发生故障的次数
2.维护率μ
维护次数 k μ k 总维护时间
i 1
T i
单位维护时间内修复的次数
3.平均故障间隔时间MTBF(Mean Time Between Failure)
1)如果串模干扰频率比被测信号频率高,
则采用输入低通滤波器来抑制高频率串模干扰;
如果串模干扰频率比被测信号频率低,则采用高 通滤波器来抑制低频串模干扰;如果串模干扰频 率落在被测信号频谱的两侧,则应用带通滤波器。 一般串模干扰均比被测信号变化快,故常用
二级阻容低通滤波网络作为模/数转换器的输入
滤波器,
信号应尽可能早地进行前置放大,从而达到提高
回路中的信号噪声比的目的;或者尽可能早地完
成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。
(2)共模干扰及其抑制方法 共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公
有的干扰电压。这种干扰可能是直流电压,也可
能是交流电压,其幅值可达几伏甚至更高。共模 干扰也称为共态干扰。
(a) 为是直流共模干扰; (b) 为一对信号线,处于同样的空间交流电磁场中, 在两条线上感应出同样的交流干扰; (c) 为信号源地与通道地之间电位差引起的共模干 扰。
2)光电隔离
由于靠光传送信号,所以切断了电路之间地 线的联系。光电隔离前后两部分电路应分别采用 两组独立的电源。与变压器隔离相比,光电隔离 实现起来比较容易,成本低,体积也小。因此在
计算机控制系统中光电隔离得到了广泛的应用。
3)浮地屏蔽
利用屏蔽使输入信号的模拟地浮空,从而达 到抑制共模干扰的目的。图7-13 a中 Zf、Zg是浮 离地、内屏蔽和外屏蔽之间的绝缘等效阻抗,Rg 是信号传输线屏蔽层两端的等效电阻,信号源内 阻抗很小,忽略不计。图7-13 b是该系统的等效 电路,可知,共模干扰经两级分压作用于信号输 入 端 , 只 要 保 证 Zg>>Rg,Zf>>(R2+Z2), Zf>>(R1+Z1),共模干扰的干扰作用就能被抑制 到极小的程度。
(3) 睡眠抗扰 单片机控制系统中,CPU常处于软件延时等待, 循环检测等状态,这段时间内CPU并没有做什么工 作,但却很容易受到随机干扰,这时可以通过执行 睡眠指令让CPU进入睡眠状态,有工作时再通过中 断系统来唤醒它,干完工作后再进入睡眠状态。大 多数CPU可以有50%—95%的时间用于睡眠,从而 使受干扰的机会大大降低。
(2) 共模干扰及其抑制方法
3. 电源抗扰技术 4. 接地技术
1. CPU抗扰技术 (1) 自动复位 采用Watchdog(称为看门狗)来实现故障时自 动复位的功能。
如MAX1232芯片有三种复位时间间隔,当
TD引脚接地时复位时间间隔为150ms,当TD引
脚悬空时复位时间间隔为600ms,当TD引脚接 Vcc时复位时间间隔为1.2s。MAX1232复位脉冲 宽度大于250ms,当由于某种干扰使CPU陷入死 循环时,时间超过复位间隔,MAX1232会自动向
第七章 计算机控制系统的可靠性
7.1 计算机控制系统的可靠性概述 7.2 硬件可靠性技术特点 7.3 软件可靠性技术
7.1 计算机控制系统的可靠性概述
计算机控制系统的可靠性是指在规定条件下, 在规定的时间内完成规定功能的能力,它和技术 性能同是控制系统的两个重要方面 。
一、可靠性的基本概念
设系统投入运行后,如下图所示:
5. 可靠度
定义为在规定时间内、规定条件下完成规 定功能的成功率,是个统计量。设有N个相同的 控制系统,在同样的条件下开始工作,到达规 定的时间后,有S个未发生故障,则可靠度记为 R:
S R N
6.可利用率(有效度) 把MTBF与MTTR综合起来得到一个指标可利
用率A(Availability,ratio),它们的关系如下所示:
此电路可使50Hz的串模干扰信号衰减600倍左 右。
2)当串模干扰源为尖峰型时,采用积分式A /D转换器较好,因积分型A/D转换器是对输入
信号的平均值进行转换,所以对尖峰干扰有抑制
能力。如果干扰是周期性的,则取积分周期等于 串模干扰信号周期的整数倍,对串模干扰的抑制 效果更好。 3)当串模干扰主要为电磁感应时,对被测
供电电源不直接接入控制系统,而在它们之 间加入一台交流稳压电源装置,该装置有自动调 整稳定交流供电电压的作用,使控制系统供电电 压的波动减小到最低限度。
(2)不间断供电电源
为了满足电网暂时停电时控制系统仍能运行 的要求,可用“不间断供电电源”UPS(Un— interrupted Power System)的装置来代替上面的交 流稳压电源来供电。
2. 正确使用元件 (1)元器件的老化 从电子产品失效率曲线可知,元器件稳定运 行是在偶然失效期,所以要对元器件进行老化, 提前通过初始失效期,例如对74系列芯片,以8h
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