6ES7211-0BA23-0XB0型號(hào)規(guī)格

當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，CPU就要執(zhí)行用戶程序中的操作。但是CPU不可能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作，只能分時(shí)地一個(gè)操作一個(gè)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(dāng)PLC的CPU執(zhí)行用戶程序時(shí)，從輸入映像區(qū)中讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的操作。當(dāng)CPU執(zhí)行完第一個(gè)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(gè)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(hào)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(dāng)程序執(zhí)行到結(jié)束指令（END）時(shí)，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(hào)的狀態(tài)讀取一次送到輸入映像區(qū)。對(duì)輸入輸出信號(hào)的這一操作過程稱為I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再?gòu)挠脩舫绦虻牡谝粭l指令開始，進(jìn)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(yùn)算處理、I/O刷新

當(dāng)PLC的輸入端輸入信號(hào)發(fā)生變化PLC輸出端對(duì)該輸入變化做出反應(yīng)需要一段時(shí)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(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每一個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PLC只對(duì)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(chǎng)的干擾常常是脈沖式的、短時(shí)的，PLC的輸入/輸出響應(yīng)滯后，對(duì)一般的工業(yè)控制要求，是允許的，還可以起到增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。
      但是，對(duì)于控制時(shí)間要求嚴(yán)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(gè)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(hào)，并將各輸入狀態(tài)存入對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，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(chǔ)器與外界隔離，其內(nèi)容保持不變，直至下一個(gè)掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號(hào)刷新?？梢姡琍LC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)，不直接使用現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而使用本次采樣時(shí)輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來說，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則可能造成信號(hào)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(gè)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(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入"對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入"對(duì)應(yīng)元件（“軟繼電器"）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對(duì)輸出映像寄存器來說，每一個(gè)元件（“軟繼電器"）的狀態(tài)會(huì)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(yùn)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(diǎn)閉合，經(jīng)過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個(gè)掃描周期 什么是PLC的響應(yīng)時(shí)間?在輸出采用循環(huán)刷新和直接刷新方式時(shí),響應(yīng)時(shí)間有何區(qū)別? 
      從PLC收到一個(gè)輸入信號(hào)到PLC向輸出端輸出一個(gè)控制信號(hào)所需的時(shí)間，就是PLC的響應(yīng)時(shí)間，使用循環(huán)刷新時(shí)，在一個(gè)掃描周期的刷新階段開始前瞬間收到一個(gè)信號(hào)，則在本周期內(nèi)該信號(hào)就起作用了，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最短，等于輸入延時(shí)時(shí)間、一個(gè)掃描周期時(shí)間、輸出延遲時(shí)間三者之和；如果在一個(gè)掃描周期的I/O更新階段剛過就收到一個(gè)信號(hào)，則該信號(hào)在本周期內(nèi)不能起作用，必須等到下一個(gè)掃描周期才能起作用，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)，它等于輸入延遲時(shí)間、兩個(gè)掃描周期時(shí)間與輸出延遲時(shí)間三者之和；在使用直接輸出刷新時(shí)，最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間等于輸入延遲時(shí)間、一個(gè)掃描周期時(shí)間、輸出延遲時(shí)間三者之和工業(yè)自動(dòng)化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。同時(shí)，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(gè)段。自動(dòng)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(gè)控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入輸出接口。控制器的輸出經(jīng)過輸出接口、執(zhí)行機(jī)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(jī)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(shí)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(dòng)調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實(shí)現(xiàn)。有利用PID控制實(shí)現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實(shí)現(xiàn)PID控制功能的可編程序控制器（PLC），還有可實(shí)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(shí)現(xiàn)PID控制，而可編程控制器（PLC）可以直接與PLC信號(hào)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(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)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(duì)象的輸出（被控制量）對(duì)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(diǎn)
       在工程實(shí)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(jiǎn)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(jiǎn)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(dāng)被控對(duì)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(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象﹐或不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)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(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。
3. 階躍響應(yīng)
      階躍響應(yīng)是指將一個(gè)階躍輸入加到系統(tǒng)上時(shí)，系統(tǒng)的輸出。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后﹐系統(tǒng)的期望輸出與實(shí)際輸出之差?？刂葡到y(tǒng)的性能可以用穩(wěn)、準(zhǔn)、快三個(gè)字來描述。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一個(gè)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(dòng)、漂移。準(zhǔn)是指控制系統(tǒng)的準(zhǔn)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(shí)間來定量描述。
4.閉環(huán)控制系統(tǒng)