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6ES7211-0BA23-0XB0型號規(guī)格
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當PLC運行時,，CPU就要執(zhí)行用戶程序中的操作。但是CPU不可能同時執(zhí)行多個操作,，只能分時地一個操作一個操作地執(zhí)行,。PLC利用系統(tǒng)軟件在其內(nèi)部建立了輸入輸出映像區(qū)，當PLC的CPU執(zhí)行用戶程序時,，從輸入映像區(qū)中讀取輸入信號的狀態(tài),，進行相應(yīng)的操作。當CPU執(zhí)行完第一個操作后,，將操作結(jié)果輸出到輸出映像區(qū),，然后再執(zhí)行第二個操作，操作結(jié)果送到輸出映像區(qū),。在程序執(zhí)行過程中,，PLC并不讀取輸入信號的真正狀態(tài)，執(zhí)行結(jié)果也并沒有輸出到PLC外部,。只有當程序執(zhí)行到結(jié)束指令（END）時,，將輸出映像區(qū)中執(zhí)行結(jié)果向PLC外部輸出一次，將輸入信號的狀態(tài)讀取一次送到輸入映像區(qū),。對輸入輸出信號的這一操作過程稱為I/O刷新,。I/O刷新完成后，CPU再從用戶程序的第一條指令開始,，進行下一次程序執(zhí)行,。PLC的這種工作方式被稱為掃描方式,。
PLC的掃描周期包括上電后初始處理、共同處理,、上位鏈接服務(wù),、外設(shè)服務(wù)、運算處理,、I/O刷新
當PLC的輸入端輸入信號發(fā)生變化PLC輸出端對該輸入變化做出反應(yīng)需要一段時間,，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入/輸出響應(yīng)滯后。
由上述分析可知,，掃描周期的長短主要取決于程序的長短,。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢,。由于每一個掃描周期只進行一次I/O刷新,，即每一個掃描周期PLC只對輸人、輸出狀態(tài)寄存器更新一次,，故使系統(tǒng)存在輸人,、輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,。工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖式的,、短時的，PLC的輸入/輸出響應(yīng)滯后,，對一般的工業(yè)控制要求,，是允許的，還可以起到增強系統(tǒng)的抗干擾能力,。
但是,，對于控制時間要求嚴格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng),，就要采取措施減小輸入/輸出滯后的不利影響PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段,，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段,、輸出刷新階段,，PLC的掃描工作過程:
（1）輸入采樣階段。在這一階段中,，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號,，并將各輸入狀態(tài)存入對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時,，輸入映像寄存器被刷斷,。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲器與外界隔離,，其內(nèi)容保持不變,，直至下一個掃描周期的輸入掃描階段,，才被重新讀入的輸入信號刷新?？梢?，PLC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時，不直接使用現(xiàn)場當時的輸入信號,，而使用本次采樣時輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來說,，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期,，否則可能造成信號的丟失。
（2）程序執(zhí)行階段,。在執(zhí)行用戶程序過程中,，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說,，PLC按從左至右,、從上到下的步驟逐個執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令,，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序跳轉(zhuǎn)地址,。程序執(zhí)行過程中，當指令中涉及輸入,、輸出狀態(tài)時,，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入"對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入"對應(yīng)元件（“軟繼電器"）的當前狀態(tài),。然后進行相應(yīng)的運算,，運算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對輸出映像寄存器來說,，每一個元件（“軟繼電器"）的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變化,。
（3）輸出刷新階段。程序執(zhí)行階段的運算結(jié)果被存入輸出映像區(qū),，而不送到輸出端口上,。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)中的輸出變量送入輸出鎖存器,，然后由鎖存器通過輸出模塊產(chǎn)生本周期的控制輸出,。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1"，則輸出繼電器觸點閉合,，經(jīng)過輸出端子驅(qū)動外部負載,。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個掃描周期 什么是PLC的響應(yīng)時間?在輸出采用循環(huán)刷新和直接刷新方式時,響應(yīng)時間有何區(qū)別?
從PLC收到一個輸入信號到PLC向輸出端輸出一個控制信號所需的時間，就是PLC的響應(yīng)時間,，使用循環(huán)刷新時,，在一個掃描周期的刷新階段開始前瞬間收到一個信號,，則在本周期內(nèi)該信號就起作用了，這時響應(yīng)時間最短,，等于輸入延時時間,、一個掃描周期時間、輸出延遲時間三者之和,；如果在一個掃描周期的I/O更新階段剛過就收到一個信號,，則該信號在本周期內(nèi)不能起作用，必須等到下一個掃描周期才能起作用,，這時響應(yīng)時間最長,，它等于輸入延遲時間、兩個掃描周期時間與輸出延遲時間三者之和,；在使用直接輸出刷新時,，最長響應(yīng)時間等于輸入延遲時間、一個掃描周期時間,、輸出延遲時間三者之和工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標志,。同時，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論,，現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個段,。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器,、變送器,、執(zhí)行機構(gòu)、輸入輸出接口,?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機構(gòu),，加到被控系統(tǒng)上,；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器,，變送器,，通過輸入接口送到控制器。
不同的控制系統(tǒng),，其傳感器,、變送器、執(zhí)行機構(gòu)是不一樣的,。比如壓力控制就要用到壓力傳感器,。
電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制儀（智能儀表）已經(jīng)很多,，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣泛的應(yīng)用,，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器,，其中PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正,、自適應(yīng)算法來實現(xiàn)。有利用PID控制實現(xiàn)的壓力,、溫度,、流量、液位控制器,，能實現(xiàn)PID控制功能的可編程序控制器（PLC）,，還有可實現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等?？删幊炭刂破鳎≒LC）是利用其閉環(huán)控制模塊來實現(xiàn)PID控制，而可編程控制器（PLC）可以直接與PLC信號模塊,、數(shù)字量輸入/輸出模塊,、仿真模塊、占位模塊,、模擬量輸入/輸出模塊等相連,，還可以利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)其遠程控制功能。
1.開環(huán)控制系統(tǒng)
開環(huán)控制系統(tǒng)是指被控對象的輸出（被控制量）對控制器的輸出沒有影響,。在這種控制系統(tǒng)中,，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。
2.PID控制原理和特點
在工程實際中,，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例,、積分、微分控制,，簡稱PID控制,，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史,，它以其結(jié)構(gòu)簡單,、穩(wěn)定性好、工作可靠,、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一,。當被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時,，控制理論的其它技術(shù)難以采用時,，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當我們不了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時,，用PID控制技術(shù),。PID控制，實際中也有PI和PD控制,。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差,，利用比例、積分,、微分計算出控制量進行控制的,。
3. 階躍響應(yīng)
階躍響應(yīng)是指將一個階躍輸入加到系統(tǒng)上時，系統(tǒng)的輸出,。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應(yīng)進入穩(wěn)態(tài)后﹐系統(tǒng)的期望輸出與實際輸出之差,。控制系統(tǒng)的性能可以用穩(wěn),、準,、快三個字來描述。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性,，一個系統(tǒng)要能正常工作,，首先必須是穩(wěn)定，電氣參數(shù)不能出現(xiàn)抖動,、漂移,。準是指控制系統(tǒng)的準確性、控制精度,，通常用穩(wěn)態(tài)誤差來描述,，它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差，快是指控制系統(tǒng)響應(yīng)的快速性,，通常用上升時間來定量描述,。
4.閉環(huán)控制系統(tǒng)