第7章電工與電子系統(tǒng)

1、第7章 電工與電子系統(tǒng)第第7章章 電工與電子系統(tǒng)電工與電子系統(tǒng)7.1 電工與電子系統(tǒng)概論電工與電子系統(tǒng)概論7.2 溫度測(cè)量控制系統(tǒng)溫度測(cè)量控制系統(tǒng)7.3 由由PLC控制的雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制的雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 7.4 由由PLC和變頻器組成的三相交流異步電動(dòng)和變頻器組成的三相交流異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)7.5 基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)第7章 電工與電子系統(tǒng)7.1 電工與電子系統(tǒng)概論電工與電子系統(tǒng)概論7.1.1 電工與電子系統(tǒng)的基本概念電工與電子系統(tǒng)的基本概念 系統(tǒng)系統(tǒng)是由若干相互作用相互依賴的事物組成的是由若干相互作用相互依賴的事物組成的

2、具有特定功能的整體具有特定功能的整體 電工與電子系統(tǒng)電工與電子系統(tǒng)是為完成某一特定功能，由相應(yīng)是為完成某一特定功能，由相應(yīng)的電工設(shè)備和電子設(shè)備組成的裝置或裝置的集合的電工設(shè)備和電子設(shè)備組成的裝置或裝置的集合第7章 電工與電子系統(tǒng)電工與電子系統(tǒng)的組成電工與電子系統(tǒng)的組成輸入輸入單元單元功率放功率放大和驅(qū)大和驅(qū)動(dòng)動(dòng)負(fù)負(fù) 載載反饋反饋環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)接收、處理來(lái)接收、處理來(lái)自傳感器或人自傳感器或人工信號(hào)和命令工信號(hào)和命令對(duì)處理后的信號(hào)，對(duì)處理后的信號(hào)，進(jìn)行功率放大，然進(jìn)行功率放大，然后驅(qū)動(dòng)負(fù)載后驅(qū)動(dòng)負(fù)載控制控制對(duì)象對(duì)象 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.1.2 電工電子系統(tǒng)的分類電工電子系統(tǒng)的分類處理信號(hào)方式處理信

3、號(hào)方式數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)模擬系統(tǒng)模擬系統(tǒng)混合系統(tǒng)混合系統(tǒng)有無(wú)反有無(wú)反饋信號(hào)饋信號(hào)開環(huán)系統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和中大規(guī)模集成電路的發(fā)展，通隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和中大規(guī)模集成電路的發(fā)展，通常信號(hào)變換和處理都是由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)等帶常信號(hào)變換和處理都是由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)等帶CPU的智能模塊組成，這類系統(tǒng)又稱的智能模塊組成，這類系統(tǒng)又稱智能系統(tǒng)智能系統(tǒng) 輸輸 入入單單 元元功 率功 率放 大放 大和 驅(qū)和 驅(qū)動(dòng)動(dòng)負(fù)負(fù) 載載反饋反饋環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)第7章 電工與電子系統(tǒng)7.2 溫度測(cè)量控制系統(tǒng)溫度測(cè)量控制系統(tǒng)7.2.1簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介已知濕度已知濕度混合氣體混合氣體加熱器加熱器滲透滲透配氣室配氣室+已 知 流

4、量已 知 流 量干燥氣體干燥氣體恒溫室恒溫室目的：控制恒溫室溫度恒定在目的：控制恒溫室溫度恒定在100 第7章 電工與電子系統(tǒng)溫度檢溫度檢測(cè)測(cè)放大放大調(diào)整單元調(diào)整單元功率驅(qū)功率驅(qū)動(dòng)動(dòng)溫度傳溫度傳感器感器加熱加熱器器恒溫室恒溫室溫度測(cè)量控制系統(tǒng)框圖溫度測(cè)量控制系統(tǒng)框圖第7章 電工與電子系統(tǒng)7.2.2 溫度的檢測(cè)溫度的檢測(cè)一一.電阻型溫度傳感器的比較電阻型溫度傳感器的比較鉑電阻鉑電阻溫度傳感器精度高、線性度好，但成本溫度傳感器精度高、線性度好，但成本高，用在要求較高的場(chǎng)合高，用在要求較高的場(chǎng)合 銅電阻銅電阻價(jià)格便宜，線性度一般，機(jī)械強(qiáng)度較差，價(jià)格便宜，線性度一般，機(jī)械強(qiáng)度較差，溫度高時(shí)易于氧化，多

5、用于要求不高的場(chǎng)合溫度高時(shí)易于氧化，多用于要求不高的場(chǎng)合 熱敏電阻熱敏電阻是一種半導(dǎo)體電阻，對(duì)溫度變化十分敏是一種半導(dǎo)體電阻，對(duì)溫度變化十分敏感，有良好的分辨率，但是線性度不好，分為負(fù)感，有良好的分辨率，但是線性度不好，分為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻、正溫度系數(shù)熱敏電阻和臨界溫度系數(shù)熱敏電阻、正溫度系數(shù)熱敏電阻和臨界溫度電阻器等三種溫度電阻器等三種第7章 電工與電子系統(tǒng)二二.電阻型溫度傳感器的測(cè)量電路電阻型溫度傳感器的測(cè)量電路1 1、電橋測(cè)量電路、電橋測(cè)量電路R1R2R3RTUO+VCC+設(shè)傳感器在設(shè)傳感器在0時(shí)的阻值為時(shí)的阻值為RT，受熱后阻值變化為受熱后阻值變化為RT+R，如果，如果調(diào)整電橋在調(diào)整

6、電橋在0平衡，有平衡，有R1R3=R2RT，則，則 2oCC231TRRU =V(R +R )(R +R + R)CCo1VURR 取取R1=R2，R3=RT,且且R1R3，則上式可簡(jiǎn)化為：，則上式可簡(jiǎn)化為：輸出電壓輸出電壓UO與相對(duì)于與相對(duì)于0的溫度變的溫度變化量化量R呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系 第7章 電工與電子系統(tǒng)2 2、恒流源測(cè)量電路、恒流源測(cè)量電路ISUORT+VCCoTss()URR IUIR 設(shè)傳感器設(shè)傳感器RT在在0時(shí)的阻值為時(shí)的阻值為RT，受熱后阻值變化為受熱后阻值變化為RT+R 式中式中顯然，用這兩種方法都能得到與溫度的顯然，用這兩種方法都能得到與溫度的 變化成比例的電壓值變化成

7、比例的電壓值STIRU 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.2.3 信號(hào)的放大信號(hào)的放大 設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，首先要考慮所要放大信號(hào)的性質(zhì)，設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，首先要考慮所要放大信號(hào)的性質(zhì)，如信號(hào)的頻帶，是雙極性信號(hào)還是單極性信號(hào)如信號(hào)的頻帶，是雙極性信號(hào)還是單極性信號(hào) 單極性信號(hào)單極性信號(hào)雙極性信號(hào)雙極性信號(hào)反相或同相比例運(yùn)算反相或同相比例運(yùn)算單端輸入電路單端輸入電路 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路 第7章 電工與電子系統(tǒng)AD620RpOUTREFRpIN_IN+AD620簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介VV VV+、V-：電源電壓端（：電源電壓端（2.3V 18V）IN+、IN-：差模信號(hào)輸入端（差：差模信號(hào)輸入端（差 模輸入電壓范圍：

8、模輸入電壓范圍：25V）REF：參考電阻端，通?？蓱铱眨簠⒖茧娮瓒?，通?？蓱铱誖P：放大倍數(shù)調(diào)整端（放大倍數(shù)：放大倍數(shù)調(diào)整端（放大倍數(shù) A=1+(49.4K/Rp) ）；）；OUT：輸出端：輸出端 第7章 電工與電子系統(tǒng)AD620雙端輸入放大電路雙端輸入放大電路2 1 8 63 74UoUiRp+15V-15V調(diào)整可變電阻器調(diào)整可變電阻器Rp的阻值可調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)的阻值可調(diào)整放大電路的放大倍數(shù) 第7章 電工與電子系統(tǒng)四集成運(yùn)放四集成運(yùn)放LM124簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1234567891012131411+VCC-VCC+-+-+-+電源電壓為電源電壓為15V，其使用與普通運(yùn)放沒有什么不，其使用與普

9、通運(yùn)放沒有什么不同，只不過在一塊芯片內(nèi)集成了同，只不過在一塊芯片內(nèi)集成了4個(gè)運(yùn)放而已。個(gè)運(yùn)放而已。第7章 電工與電子系統(tǒng)7.2.4 溫度控制溫度控制溫度測(cè)溫度測(cè)量與放量與放大大溫度溫度比較比較電路電路放大放大與調(diào)與調(diào)節(jié)節(jié)功率功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)恒溫恒溫室室設(shè)定溫度設(shè)定溫度TiTfTeTiTf，即，即Te0，恒溫室溫度未達(dá)到設(shè)定溫度，恒溫室溫度未達(dá)到設(shè)定溫度Ti，則加，則加熱，加熱功率的大小與誤差熱，加熱功率的大小與誤差Te成比例。反之，成比例。反之，Te0，表明恒溫室溫度比設(shè)定溫度高，則停止加熱。，表明恒溫室溫度比設(shè)定溫度高，則停止加熱。第7章 電工與電子系統(tǒng)7.2.5 功率驅(qū)動(dòng)和加熱功率驅(qū)動(dòng)和加熱

10、第7章 電工與電子系統(tǒng)tttttt同步同步電壓電壓3端端4端端12端端9端端10端端KC05工作波形工作波形工作原理工作原理：從：從KC05的的6腳腳輸入一個(gè)輸入一個(gè)28V的移相信的移相信號(hào)，與同步信號(hào)共同作用，號(hào)，與同步信號(hào)共同作用，在在9腳輸出雙向晶閘管的腳輸出雙向晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，從而控制雙向觸發(fā)信號(hào)，從而控制雙向晶閘管晶閘管G的導(dǎo)通角，加熱的導(dǎo)通角，加熱器和交流器和交流220V相串聯(lián)，當(dāng)相串聯(lián)，當(dāng)雙向晶閘管關(guān)閉，則在加雙向晶閘管關(guān)閉，則在加熱器上沒有電流通過，反熱器上沒有電流通過，反之，則由電流通過雙向晶之，則由電流通過雙向晶閘管閘管G，加熱器開始加熱，加熱器開始加熱 第7章 電工與電

11、子系統(tǒng)7.2.6 系統(tǒng)電路簡(jiǎn)介系統(tǒng)電路簡(jiǎn)介電橋測(cè)溫電電橋測(cè)溫電路將溫度信路將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)壓信號(hào) AD620放大放大 比較電路，將測(cè)量比較電路，將測(cè)量的溫度值與設(shè)定值的溫度值與設(shè)定值進(jìn)行比較，得到溫進(jìn)行比較，得到溫度的誤差信號(hào)度的誤差信號(hào) Rp4實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定第7章 電工與電子系統(tǒng)比例放比例放大電路大電路 比例放比例放大電路大電路 穩(wěn)態(tài)時(shí)，加熱所穩(wěn)態(tài)時(shí)，加熱所需的恒溫功率需的恒溫功率 KC05輸入為輸入為28V，穩(wěn)，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓使之不超過壓管穩(wěn)壓使之不超過8V 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.3 由由PLC控制的雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制的雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7.3.1雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)

12、成雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成可編程可編程序控制序控制器器步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)AY軸軸運(yùn)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu) 步 進(jìn) 電步 進(jìn) 電機(jī) 驅(qū) 動(dòng)機(jī) 驅(qū) 動(dòng)器器 A步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)B步 進(jìn) 電步 進(jìn) 電機(jī) 驅(qū) 動(dòng)機(jī) 驅(qū) 動(dòng)器器 BX軸軸運(yùn)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu) 第7章 電工與電子系統(tǒng)電機(jī)電機(jī)B電電機(jī)機(jī)AY軸軸運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)筆架筆架底座底座X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)SQ4SQ1SQ2SQ3限位開關(guān)限位開關(guān)SQ1SQ4 X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過絲杠傳動(dòng)方式帶動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過絲杠傳動(dòng)方式帶動(dòng)Y軸的運(yùn)動(dòng)機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)運(yùn)動(dòng)，Y軸的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過絲杠傳動(dòng)方式帶動(dòng)筆軸的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過絲杠傳動(dòng)方式帶動(dòng)筆架運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)雙坐標(biāo)繪圖儀的功能架運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)雙坐

13、標(biāo)繪圖儀的功能 。第7章 電工與電子系統(tǒng)7.3.2驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)部分1概述概述 用兩臺(tái)用兩臺(tái)45BYG250B45BYG250B型兩相混合式步進(jìn)電機(jī)加上配型兩相混合式步進(jìn)電機(jī)加上配套的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)套的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)X X軸和軸和Y Y軸的驅(qū)動(dòng)功能軸的驅(qū)動(dòng)功能 混合式步進(jìn)電機(jī)的混合式步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)特點(diǎn)： 具有自阻，在未加電時(shí)有一定的自鎖力具有自阻，在未加電時(shí)有一定的自鎖力 體積小、效率高，運(yùn)行時(shí)相對(duì)較平穩(wěn)，輸出力矩相體積小、效率高，運(yùn)行時(shí)相對(duì)較平穩(wěn)，輸出力矩相對(duì)較大，運(yùn)行時(shí)噪聲小對(duì)較大，運(yùn)行時(shí)噪聲小第7章 電工與電子系統(tǒng)2步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào), , 通過

14、驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋通過驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。 細(xì)分控制技術(shù)和升頻升壓控制技術(shù)是能夠較為有細(xì)分控制技術(shù)和升頻升壓控制技術(shù)是能夠較為有效地降低步進(jìn)電機(jī)低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音的主要效地降低步進(jìn)電機(jī)低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音的主要方法。方法。 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.3.3 用用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)雙坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制1PLC的脈沖輸出指令及其在步進(jìn)電機(jī)控制中的應(yīng)用的脈沖輸出指令及其在步進(jìn)電機(jī)控制中的應(yīng)用 脈沖輸出指令：對(duì)于脈沖輸出指令：對(duì)于SIEMENS 200系列的系列的CPU，如果，如果CPU模塊

15、上的輸出類型為模塊上的輸出類型為DC型（晶體管輸出），型（晶體管輸出），Q0.0和和Q0.1具有高速輸出功能?？稍O(shè)置為脈沖串輸出（具有高速輸出功能。可設(shè)置為脈沖串輸出（PTO）或）或脈寬調(diào)制輸出（脈寬調(diào)制輸出（PWM），頻率可以達(dá)到），頻率可以達(dá)到20kHz。當(dāng)使用脈。當(dāng)使用脈沖輸出功能時(shí)，它們受專用的沖輸出功能時(shí)，它們受專用的PTO/PWM發(fā)生器控制，而不發(fā)生器控制，而不受輸出映像寄存器控制。受輸出映像寄存器控制。 PTO操作有單段操作有單段PTO操作和多段操作和多段PTO操作兩種。單段操作兩種。單段PTO操作，每執(zhí)行一次操作，每執(zhí)行一次PLS指令，輸出一串脈沖。如果想再輸出指令，輸出一串脈

16、沖。如果想再輸出一串脈沖，需要重新設(shè)定相關(guān)的特殊存儲(chǔ)器，并再執(zhí)行一串脈沖，需要重新設(shè)定相關(guān)的特殊存儲(chǔ)器，并再執(zhí)行PLS指令。多段指令。多段PTO操作，執(zhí)行一次操作，執(zhí)行一次PLS指令，可以輸出多段脈指令，可以輸出多段脈沖沖 第7章 電工與電子系統(tǒng)2SIEMENS S7-200系列系列PLC與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接 S7-224 PLCQ0.3Q0.2Q0.01L+1MNPNNPNNPNR13KR23KR33KDRIVER步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)+24V+5VCOMPLUSDIRFREEA+A-B+B-V+V-第7章 電工與電子系統(tǒng)3 控制程序設(shè)計(jì)控制程序設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)軌跡控制：運(yùn)動(dòng)軌跡控

17、制：直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ) 系統(tǒng)邏輯控制：起動(dòng)、停止和限位保護(hù)系統(tǒng)邏輯控制：起動(dòng)、停止和限位保護(hù) 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.4 由由PLC和變頻器組成的三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變頻器組成的三相交流異步電動(dòng)機(jī) 閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 7.4.1系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述PLC變頻變頻調(diào)速調(diào)速器器速度傳感器速度傳感器及接口電路及接口電路電電機(jī)機(jī) 負(fù)負(fù)載載 D/A模模塊塊頻率頻率設(shè)定設(shè)定 通過速度傳感器將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給通過速度傳感器將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給PLC，PLC經(jīng)過控制規(guī)律的運(yùn)算后，給出控制信號(hào)，用以控制變頻器經(jīng)過控制規(guī)律的運(yùn)算后，給出控制信號(hào)，用以控制變頻器來(lái)改變電動(dòng)機(jī)輸入電壓的

18、頻率，來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變電動(dòng)機(jī)輸入電壓的頻率，來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1 1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量和輸入接口電路設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量和輸入接口電路設(shè)計(jì)NPNR10K24V+24V+輸入信號(hào)輸入信號(hào)1MI0.0S7-224 輸入脈沖信號(hào)來(lái)自光電編碼器，輻值為輸入脈沖信號(hào)來(lái)自光電編碼器，輻值為5V，而，而PLC邏輯邏輯1要求最小電平為要求最小電平為15V，故需要電平轉(zhuǎn)換電路，使之滿足，故需要電平轉(zhuǎn)換電路，使之滿足PLC邏輯電平的要求。同時(shí)邏輯電平的要求。同時(shí)PLC的的I0.0有高速計(jì)數(shù)功能，正好可用有高速計(jì)數(shù)功能，正好可用來(lái)計(jì)數(shù)，得到輸入脈沖信

19、號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)。來(lái)計(jì)數(shù)，得到輸入脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)。第7章 電工與電子系統(tǒng)2PLC與變頻調(diào)速器的連接與變頻調(diào)速器的連接 要使變頻器工作，需要使變頻器工作，需要預(yù)先設(shè)定變頻器工作參要預(yù)先設(shè)定變頻器工作參數(shù)，如運(yùn)行頻率的數(shù)，如運(yùn)行頻率的“輸入輸入電壓電壓”參數(shù)參數(shù)Pr73=1，即，即DC0-10V輸入。輸入。 PLC的開關(guān)量輸出的開關(guān)量輸出Q0.0，Q0.1分別接到變頻器的正轉(zhuǎn)分別接到變頻器的正轉(zhuǎn)啟動(dòng)（啟動(dòng)（STF）和反轉(zhuǎn)啟動(dòng)）和反轉(zhuǎn)啟動(dòng)（STR）端子上）端子上,控制電機(jī)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。的正反轉(zhuǎn)。PLC的模擬量輸出接到變頻器的頻率給定端子（的模擬量輸出接到變頻器的頻率給定端子（2、5端之端之間），

20、這樣改變模擬量輸出的大小，就改變了變頻器的頻率，間），這樣改變模擬量輸出的大小，就改變了變頻器的頻率，也就改變了電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速。也就改變了電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速。 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1. 概述概述初始化高速計(jì)數(shù)器、初始化高速計(jì)數(shù)器、定時(shí)中斷、標(biāo)志位定時(shí)中斷、標(biāo)志位控制信號(hào)延時(shí)處理控制信號(hào)延時(shí)處理 電機(jī)啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)/停止控停止控制、正反轉(zhuǎn)控制制、正反轉(zhuǎn)控制讀取高速計(jì)數(shù)讀取高速計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)濾波器、數(shù)據(jù)濾波控制規(guī)律運(yùn)算控制規(guī)律運(yùn)算輸出控制信號(hào)輸出控制信號(hào)中斷返回中斷返回主程序主程序定時(shí)中斷程序定時(shí)中斷程序第7章 電工與電子系統(tǒng)2定時(shí)中斷程序設(shè)計(jì)定時(shí)中斷程序設(shè)計(jì) 由于輸

21、入有干擾，要有數(shù)值濾波處理，這里由于輸入有干擾，要有數(shù)值濾波處理，這里采用平均值數(shù)值濾波的方法。采用平均值數(shù)值濾波的方法。 控制算法采用增量式比例控制算法采用增量式比例-積分積分-微分（微分（PID） ，但為了抑制超調(diào)，根據(jù)設(shè)定值與測(cè)量值的偏差大小但為了抑制超調(diào)，根據(jù)設(shè)定值與測(cè)量值的偏差大小分為四個(gè)區(qū)間，在每個(gè)區(qū)間采用不同的比例系數(shù)，分為四個(gè)區(qū)間，在每個(gè)區(qū)間采用不同的比例系數(shù)，當(dāng)偏差值進(jìn)入當(dāng)偏差值進(jìn)入-5 +5的區(qū)間內(nèi)，再加入積分控制。的區(qū)間內(nèi)，再加入積分控制。 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.4.4 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)用用MCGS監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖形界面監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖形界面第7章

22、 電工與電子系統(tǒng)7.5 基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)基于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)7.5.1 劍桿織機(jī)的原理和系統(tǒng)組成劍桿織機(jī)的原理和系統(tǒng)組成后羅拉后羅拉經(jīng)軸經(jīng)軸鋼筘鋼筘布輥布輥綜框綜框 送緯部分在圖中沒有畫出。最早是梭子，后來(lái)發(fā)送緯部分在圖中沒有畫出。最早是梭子，后來(lái)發(fā)展了噴水、劍桿，噴氣等形式。是提高織機(jī)工作速度展了噴水、劍桿，噴氣等形式。是提高織機(jī)工作速度的主要途徑。的主要途徑。 開口開口送送經(jīng)經(jīng)卷取卷取打緯打緯第7章 電工與電子系統(tǒng)劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖輸輸 出單出單 元元輸輸 入單入單 元元控制器控制器輸入接口輸入接口電路電路執(zhí)行機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)操

23、作輸入信號(hào)（開關(guān)操作輸入信號(hào)（開關(guān)等）等）故障信號(hào)（斷緯、斷故障信號(hào)（斷緯、斷經(jīng)等）經(jīng)等）反饋信號(hào)（速度、張反饋信號(hào)（速度、張力等）力等）工業(yè)工業(yè)控制控制計(jì)算計(jì)算機(jī)機(jī) 共有共有77個(gè)輸入輸出開關(guān)量（其中有個(gè)輸入輸出開關(guān)量（其中有16路高速輸出路高速輸出端口），端口），1路模擬量輸入，路模擬量輸入，1路模擬量輸出。設(shè)計(jì)時(shí)路模擬量輸出。設(shè)計(jì)時(shí)將輸入輸出信號(hào)按功能分類，把外圍接口電路設(shè)計(jì)將輸入輸出信號(hào)按功能分類，把外圍接口電路設(shè)計(jì)成配件式、模塊式，與軟件配合，可滿足用戶不同成配件式、模塊式，與軟件配合，可滿足用戶不同配置的要求。配置的要求。 第7章 電工與電子系統(tǒng)7.5.2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介工業(yè)控

24、制計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介 簡(jiǎn)稱工控機(jī)，是以計(jì)算機(jī)為核心的測(cè)量和控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱工控機(jī)，是以計(jì)算機(jī)為核心的測(cè)量和控制系統(tǒng)，它有別于常用的計(jì)算機(jī)，可在復(fù)雜、惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)它有別于常用的計(jì)算機(jī)，可在復(fù)雜、惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可靠的工作。具有如下特點(diǎn)：環(huán)境可靠的工作。具有如下特點(diǎn)： 1. 豐富的過程輸入豐富的過程輸入/輸出功能輸出功能。除有通用計(jì)算機(jī)設(shè)。除有通用計(jì)算機(jī)設(shè)備外，還有大量的過程輸入備外，還有大量的過程輸入/輸出設(shè)備和完善的外部設(shè)輸出設(shè)備和完善的外部設(shè)備。備。 2實(shí)時(shí)性好實(shí)時(shí)性好。工控機(jī)具有時(shí)間驅(qū)動(dòng)和事件驅(qū)動(dòng)的。工控機(jī)具有時(shí)間驅(qū)動(dòng)和事件驅(qū)動(dòng)的能力，能對(duì)生產(chǎn)過程工況變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和處理，能力，能對(duì)生產(chǎn)過程工

25、況變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和處理，當(dāng)過程參數(shù)出現(xiàn)偏差甚至故障時(shí)能迅速響應(yīng)，做出相當(dāng)過程參數(shù)出現(xiàn)偏差甚至故障時(shí)能迅速響應(yīng)，做出相應(yīng)處理。應(yīng)處理。第7章 電工與電子系統(tǒng) 3高可靠性高可靠性。連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，要求設(shè)備具。連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，要求設(shè)備具有低故障率、運(yùn)行效率高等特點(diǎn)。有低故障率、運(yùn)行效率高等特點(diǎn)。 4環(huán)境適應(yīng)性環(huán)境適應(yīng)性。工業(yè)環(huán)境往往高溫、高濕、。工業(yè)環(huán)境往往高溫、高濕、高腐蝕、高振動(dòng)沖擊、高灰塵，電磁干擾嚴(yán)重，高腐蝕、高振動(dòng)沖擊、高灰塵，電磁干擾嚴(yán)重，工控機(jī)必須具有極高的電磁兼容性。工控機(jī)必須具有極高的電磁兼容性。 5豐富的軟件資源、編程方便豐富的軟件資源、編程方便。工控機(jī)可像普。工控機(jī)可像普通計(jì)

26、算機(jī)一樣，運(yùn)行在通計(jì)算機(jī)一樣，運(yùn)行在DOS或或Windows環(huán)境下，環(huán)境下，如果實(shí)時(shí)性要求較高，則需要實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。在如果實(shí)時(shí)性要求較高，則需要實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。在DOS或或Windows環(huán)境，軟件資源豐富，方便快捷，環(huán)境，軟件資源豐富，方便快捷，也不需要專門硬件的知識(shí)，軟件硬件設(shè)計(jì)可由不也不需要專門硬件的知識(shí)，軟件硬件設(shè)計(jì)可由不同的人分別進(jìn)行，縮短了開發(fā)周期。同的人分別進(jìn)行，縮短了開發(fā)周期。第7章 電工與電子系統(tǒng)下面是某型號(hào)工控機(jī)和相應(yīng)的數(shù)值量輸出板卡的彩圖下面是某型號(hào)工控機(jī)和相應(yīng)的數(shù)值量輸出板卡的彩圖第7章 電工與電子系統(tǒng)7.5.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1 數(shù)字量輸入輸出板卡原理圖數(shù)字量輸入輸出板卡原理圖CPU系系統(tǒng)統(tǒng)總總線線I / O 譯譯碼和其碼和其它控制它控制邏輯邏輯數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)緩 沖緩 沖和 鎖和 鎖存存達(dá) 林 頓達(dá)