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西門子模塊6ES7212-1BB23-0XB8詳細(xì)說明
西門子模塊6ES7212-1BB23-0XB8詳細(xì)說明
伺服液壓運(yùn)動(dòng)控制：選擇PLC還是運(yùn)動(dòng)控制器,？
你也許無法在教科書里找到比例增益公式推導(dǎo)的來源,。然而，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師實(shí)際上知道如何控制的比例增益,，因?yàn)樗麄儽仨毚_定阻尼系數(shù),，自然頻率以及開環(huán)增益。通常,，自然頻率是根據(jù)油液的體積彈性模量,，液壓缸作用面積，油液壓縮量,，質(zhì)量等計(jì)算而來,。因?yàn)楦櫿`差取決于開環(huán)增益和比例增益，液壓設(shè)計(jì)者必須控制跟蹤誤差,。
3.該仿真顯示了添加一個(gè)簡(jiǎn)單的目標(biāo)發(fā)生器所帶來的好處,。需要注意的是控制輸出并不飽和，實(shí)際位置移動(dòng)更平滑,。速度達(dá)到期望值的250mm/s（100mm/0.4s）,。加速度小很多。速度比例與第1和第3個(gè)仿真有很大不同,。
對(duì)于比例控制的其它思考
假如控制系統(tǒng)已經(jīng)調(diào)定好,，并開始一段短行程的運(yùn)動(dòng)，并工作起來似乎很正常,。試圖運(yùn)動(dòng)更長(zhǎng)一點(diǎn)的距離,，兩次運(yùn)動(dòng)消耗幾乎相同的時(shí)間。原因就在于隨著誤差減小,，控制輸出也減小,，因此速度也會(huì)大幅減小。對(duì)于實(shí)際的位置,，如果減小的誤差低于原始誤差1%,，其將消耗5倍的時(shí)間常數(shù)。
時(shí)間常數(shù)就是控制對(duì)象減小63%的錯(cuò)誤所用的時(shí)間,。因此,，如果誤差迅速上升10mm，而時(shí)間常數(shù)是1s,，誤差將在1s之后降至3.68mm,。2s之后，誤差將降至1.35mm,。在5倍的時(shí)間常數(shù)（5s）之后,，誤差將減小至0.067mm-低于原始誤差10mm的1%,。時(shí)間常數(shù)決定了控制系統(tǒng)將要花多少時(shí)間來響應(yīng)系統(tǒng)的干擾。
現(xiàn)在問題就是,，對(duì)于一個(gè)僅僅采用比例增益的液壓缸,，如何計(jì)算其時(shí)間常數(shù)？公司并不難：
τ 是時(shí)間常數(shù),。
τ = 3/(2 ? ζ? ωn )
如果阻尼是0.33333,，自然頻率是10Hz，則時(shí)間常數(shù)是：
τ = 3/(2 ? 0.333 ? 2 ? π ? 10) = 0.072 s.
因?yàn)槠湎?倍的時(shí)間常數(shù)以達(dá)到減小誤差至1%,，運(yùn)動(dòng)過程則將需要0.358s,。
需要再次注意的是，的時(shí)間常數(shù)由機(jī)械（液壓）設(shè)計(jì)者來決定,。5倍時(shí)間常數(shù)的時(shí)間過長(zhǎng),，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)者就需要考慮提高自然頻率，或者通過增加摩擦提高阻尼,。增加摩擦浪費(fèi)能源,。提高自然頻率需要增加液壓缸缸徑，而且也會(huì)增大閥通徑,，蓄能器容積,，泵能力以及增加的元件成本。
采用帶PLC的簡(jiǎn)單的比例控制液壓系統(tǒng)似乎容易得多,，但是PLC編程人員對(duì)很多重要的參數(shù)并沒有去控制,。這種約束并不是編程人員的能力問題，而是液壓和機(jī)械設(shè)計(jì)方面的原因,。不幸的是,，PLC編程人員通常是最后一個(gè)接觸到液壓系統(tǒng)的人，他被寄希望于“機(jī)械和液壓?jiǎn)栴},，讓電氣和軟件來解決",，然而，這種事實(shí),，不會(huì)總是發(fā)生,。系統(tǒng)的特性行為在設(shè)計(jì)和制造階段已經(jīng)定性了,。
設(shè)備的性能可以通過使用精密的液壓伺服控制系統(tǒng)得到提高,。初始的成本會(huì)很高，但是其性能也提升了,。設(shè)備也變得易于維護(hù),，需要的維護(hù)頻率也不高了。
下面是僅僅采用比例控制的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的三種仿真,。它們基于標(biāo)準(zhǔn)的線性化運(yùn)動(dòng)仿真模塊,，用于伺服液壓缸和負(fù)載,。
H(s) = (K ? ω2n)/[s ? (s2 + 2 ? ζ ? ωn ? s + ω2n)]
K,- 開環(huán)增益，假定為10 (mm/s)/%的控制輸出,，
s, - 拉普拉斯算子,，是一個(gè)頻率，弧度/s,，
ζ - 阻尼系數(shù),，假定為0.33333，無量綱,，
ωn - 自然頻率,，弧度/s。示例中自然頻率為10Hz,。
這些仿真給你提出了一些問題,，譬如：如何提高響應(yīng)時(shí)間？這些問題將會(huì)在后續(xù)的討論中進(jìn)行回答
PLC的選型方法
?。ㄎ澹┤哂喙δ艿倪x擇
1．控制單元的冗余
?。?）重要的過程單元：CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng)1B1冗余。
?。?）在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng),、2重化或3重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。
2．I/O接口單元的冗余
?。?）控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置,。
（2）重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置,。3）根據(jù)需要對(duì)重要的I/O信號(hào),，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。
?。┙?jīng)濟(jì)性的考慮
選擇PLC時(shí),，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí),，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性,、投入產(chǎn)出比等因素,，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品,。
輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響,。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后,，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量,、機(jī)架,、母板等也要相應(yīng)增加，因此,，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)CPU選用,、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響,。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮,，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比