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西門子模塊6ES7212-1BB23-0XB8詳細說明
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伺服液壓運動控制：選擇PLC還是運動控制器？
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)計工程師實際上知道如何控制的比例增益,，因為他們必須確定阻尼系數(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)量等計算而來,。因為跟蹤誤差取決于開環(huán)增益和比例增益，液壓設(shè)計者必須控制跟蹤誤差,。
3.該仿真顯示了添加一個簡單的目標發(fā)生器所帶來的好處,。需要注意的是控制輸出并不飽和，實際位置移動更平滑,。速度達到期望值的250mm/s（100mm/0.4s）,。加速度小很多。速度比例與第1和第3個仿真有很大不同,。
對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動，并工作起來似乎很正常,。試圖運動更長一點的距離,，兩次運動消耗幾乎相同的時間。原因就在于隨著誤差減小,，控制輸出也減小,，因此速度也會大幅減小。對于實際的位置，如果減小的誤差低于原始誤差1%,，其將消耗5倍的時間常數(shù),。
時間常數(shù)就是控制對象減小63%的錯誤所用的時間。因此,，如果誤差迅速上升10mm,，而時間常數(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%,。時間常數(shù)決定了控制系統(tǒng)將要花多少時間來響應(yīng)系統(tǒng)的干擾。
現(xiàn)在問題就是,，對于一個僅僅采用比例增益的液壓缸,，如何計算其時間常數(shù)？公司并不難：
τ 是時間常數(shù),。
τ = 3/(2 ? ζ? ωn )
如果阻尼是0.33333,，自然頻率是10Hz，則時間常數(shù)是：
τ = 3/(2 ? 0.333 ? 2 ? π ? 10) = 0.072 s.
因為其消耗5倍的時間常數(shù)以達到減小誤差至1%,，運動過程則將需要0.358s,。
需要再次注意的是，的時間常數(shù)由機械（液壓）設(shè)計者來決定,。5倍時間常數(shù)的時間過長,，液壓系統(tǒng)設(shè)計者就需要考慮提高自然頻率，或者通過增加摩擦提高阻尼,。增加摩擦浪費能源,。提高自然頻率需要增加液壓缸缸徑，而且也會增大閥通徑,，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,，而是液壓和機械設(shè)計方面的原因,。不幸的是，PLC編程人員通常是最后一個接觸到液壓系統(tǒng)的人,，他被寄希望于“機械和液壓問題,，讓電氣和軟件來解決"，然而，這種事實,，不會總是發(fā)生,。系統(tǒng)的特性行為在設(shè)計和制造階段已經(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,。初始的成本會很高,，但是其性能也提升了。設(shè)備也變得易于維護,，需要的維護頻率也不高了,。
下面是僅僅采用比例控制的簡單運動的三種仿真,。它們基于標準的線性化運動仿真模塊,，用于伺服液壓缸和負載,。
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)時間,？這些問題將會在后續(xù)的討論中進行回答
PLC的選型方法
（五）冗余功能的選擇
1．控制單元的冗余
?。?）重要的過程單元：CPU（包括存儲器）及電源均應(yīng)1B1冗余,。
（2）在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng),、2重化或3重化冗余容錯系統(tǒng)等,。
2．I/O接口單元的冗余
（1）控制回路的多點I/O卡應(yīng)冗余配置,。
?。?）重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對重要的I/O信號,，可選用2重化或3重化的I/O接口單元,。
（六）經(jīng)濟性的考慮
選擇PLC時,，應(yīng)考慮性能價格比,。考慮經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性,、可操作性,、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧,，最終選出較滿意的產(chǎn)品,。
輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用,。當點數(shù)增加到某一數(shù)值后,，相應(yīng)的存儲器容量、機架,、母板等也要相應(yīng)增加,，因此，點數(shù)的增加對CPU選用,、存儲器容量,、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應(yīng)充分考慮,，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比