9
能图(SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特征的一种图解表示方法。它具有简单、直观等特点,不涉及控制功能的具体技术,是一种通用的语言,是IEC(**电工**)可以选择的编程语言,近年来在plc的编程中已经得到了普及与推广。
功能图的基本思想是:设计者按照生产要求,将被控设备的一个工作周期划分成若干个工作阶段(简称“步”),并明确表示每一步要执行的输出,“步”与“步”之间通过制定的条件进行转换,在程序中,只要通过正确连接进行“步”与“步”之间的转换,就可以完成被控设备的全部动作。
PLC执行功能图程序的基本过程是:根据转换条件选择工作“步”,进行“步”的逻辑处理。组成功能图程序的基本要素是步、转换条件和有向连线,如图所示。
图 功能图
1.步
一个顺序控制过程可分为若干个阶段,也称为步或状态。系统初始状态对应的步称为初始步,初始步一般用双线框表示。在每一步中施控系统要发出某些“命令”,而被控系统要完成某些“动作”、“命令”和“动作”都称为动作。当系统处于某一工作阶段时,则该步处于激活状态,称为活动步。
2.转换条件
使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件。顺序控制设计法用转换条件控制代表各步的编程元件,让它们的状态按一定的顺序变化,然后用代表各步的编程元件去控制输出。不同状态的“转换条件”可以不同,也可以相同。当“转换条件”各不相同时,在功能图程序中每次只能选择其中一种工作状态(称为“选择分支”),当“转换条件”都相同时,在功能图程序中每次可以选择多个工作状态(称为“选择并行分支”)。只有满足条件状态,才能进行逻辑处理与输出。因此,“转换条件”是功能图程序选择工作状态(步)的“开关”。
3.有向连线
步与步之间的连接线称为“有向连线”,“有向连线”决定了状态的转换方向与转换途径。在有向连线上有短线,表示转换条件。当条件满足时,转换得以实现,即上一步的动作结束而下一步的动作开始,因而不会出现动作重叠。步与步之间必须要有转换条件。
图中的双框为初始步,M0.0和M0.1是步名,I0.0、I0.1为转换条件,Q0.0、Q0.1为动作。当M0.0有效时,输出指令驱动Q0.0。步与步之间的连线称为有向连线箭头省略未画。
。西门子SI**电源在稳定性,可靠性方面有很严格的标准,有效的防止由于电源供电问题导致设备及生产线停止运行,从而**了工厂运行的效率和客户利益的较大化。
在西门子
plc
组成的控制系统中,有时根据实际需求,要选择一个合适的
开关电源
来对设备进行供电。本文下面就为您介绍一下开关电源的选型方法,供用户在使用过程中进行参考。
开关电源选型的选型主要考虑以下几个方面:
1、并联或串联工作
当一个电源不能满足所需的电压或电流范围时,可将两个或多个电源(或将同一电源的不同输出)并联或串联起来使用。在这种工作模式下,各电源模块间的稳压和控制电路之间的联系仍然存在,只不过一个电源作为主控方另一个电源作为受控方使用。
2、脉动与噪声
理想的直流电源应提供纯净的直流,然而总有一些干扰存在,比如在开关电源输出端口叠加的脉动电流和高频振荡。这两种干扰再加上电源本身产生的尖峰噪声使电源出现断续和随意的漂移。
3、过载保护
因为一个电源要供给不同的电路使用,这些电路的电流的流量可能是未知的,为了避免对电源的损坏,需设置保护电路的范围。
几乎所有的电源都具有以下特点:在**出输出范围时,要么输出保持在较大输出值,要么就自行关闭电源。某些程控电源除可用程序设定输出范围外,还能自动设置电源稳定输出的类型。也就是说,当外电路需要的电压或电流**过设置较**,电源可自动地由恒压源变成恒流源或由值流源变成恒压源。
4、内部阻抗
相对较大的电源内阻对负载来讲有两点不利,首先是不利于负载稳压电路工作,更为不利的是负载电流的任何变化都会导致直流电源输出的起伏,这种起伏对测试结果的影响同脉冲与噪声对测试结果造成的影响完全相同。
5、稳定度
当线电压或负载电流变化肘,直流电源的输出电压也会有所起伏。稳压程度由稳压电路的参数决定,参数是指滤波
电容
的容量和能量释放的速率。
如果给电源供电的一个相对恒定的电源,那么只需基本的负载稳压。稳定度的大小一般定义为空载或满载时输出电压的百分比,或电压的变化值。
综上所述,西门子SI**电源为用户提供了更稳定更可靠的供电**。用户通过选择和使用西门子SI**电源模块,可以为自动化控制系统的供电提供强有力的支持,从而**了控制系统的稳定运行。在自动化控制系统电源的配置过程中,用户可以参考本文提供的方式进行配置。
在PID整定窗口设置采样时间为0.3s,预调节之前PID的增益为0.3,积分时间为3s,微分时间为0s。单击采样时间右边的“Start”按钮,启动测量。用右上角的选择框设置调节模式为“预调节”。用I0.0使设定值从0跳变到70%,立即单击“调节模式”区的“Start”按钮,启动预调节。下图左边是预调节的曲线,红色的是PID的输出值Output,PV是过程变量,SP为阶跃设定值。预调节成功地完成后,下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。
在PID整定窗口设置采样时间为0.3s,预调节之前PID的增益为0.3,积分时间为3s,微分时间为0s。
单击采样时间右边的“Start”按钮,启动测量。用右上角的选择框设置调节模式为“预调节”。用I0.0使设定值从0跳变到70%,立即单击“调节模式”区的“Start”按钮,启动预调节。
下图左边是预调节的曲线,红色的是PID的输出值Output,PV是过程变量,SP为阶跃设定值。预调节成功地完成后,下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。
过程变量和设定值曲线基本上重合后,将调节模式修改为“精确调节”。单击“调节模式”区的“Start”按钮,启动精确调节。经过一段时间后,红色的PID输出曲线以方波波形变换,通过自动控制PID输出的幅值和频率,**过程变量曲线在设定值水平线上下一定范围内波动。PID输出曲线经过若干次正、负跳变后,精确调节结束,下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。精确调节成功完成后,单击PID调试窗口下面的“上传PID参数”按钮,将CPU中的PID参数上传到离线的项目中。单击“转到PID参数”按钮,切换到组态窗口PID参数页面,可以看到精确调节后CPU中得到的优化的PID参数。为了观察优化后的参数的控制效果,切换到PID调节窗口。令I0.0为FALSE,过程值下降到0以后,令I0.0为TRUE,使设定值由0跳变到70%,过程变量的响应曲线如下图所示。由图可知优化的PID参数的控制效果是比较理想的。
过程变量和设定值曲线基本上重合后,将调节模式修改为“精确调节”。单击“调节模式”区的“Start”按钮,启动精确调节。经过一段时间后,红色的PID输出曲线以方波波形变换,通过自动控制PID输出的幅值和频率,**过程变量曲线在设定值水平线上下一定范围内波动。PID输出曲线经过若干次正、负跳变后,精确调节结束,下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。精确调节成功完成后,单击PID调试窗口下面的“上传PID参数”按钮,将CPU中的PID参数上传到离线的项目中。单击“转到PID参数”按钮,切换到组态窗口PID参数页面,可以看到精确调节后CPU中得到的优化的PID参数。为了观察优化后的参数的控制效果,切换到PID调节窗口。令I0.0为FALSE,过程值下降到0以后,令I0.0为TRUE,使设定值由0跳变到70%,过程变量的响应曲线如下图所示。由图可知优化的PID参数的控制效果是比较理想的。
过程变量和设定值曲线基本上重合后,将调节模式修改为“精确调节”。单击“调节模式”区的“Start”按钮,启动精确调节。经过一段时间后,红色的PID输出曲线以方波波形变换,通过自动控制PID输出的幅值和频率,**过程变量曲线在设定值水平线上下一定范围内波动。PID输出曲线经过若干次正、负跳变后,精确调节结束,下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。
精确调节成功完成后,单击PID调试窗口下面的“上传PID参数”按钮,将CPU中的PID参数上传到离线的项目中。单击“转到PID参数”按钮,切换到组态窗口PID参数页面,可以看到精确调节后CPU中得到的优化的PID参数。
为了观察优化后的参数的控制效果,切换到PID调节窗口。令I0.0为FALSE,过程值下降到0以后,令I0.0为TRUE,使设定值由0跳变到70%,过程变量的响应曲线如下图所示。由图可知优化的PID参数的控制效果是比较理想的。
STEP 7中有梯形图、语句表和功能块图3种基本编程语言,可以相互转换。通过安装软件包,还有其他的编程语言,以下简要介绍。
(1)顺序功能图(SFC)
STEP 7中为S7 Graph,它不是STEP 7的标准配置,需要安装软件包,S7 Graph是针对顺序控制系统进行编程的图形编程语言,特别适合顺序控制程序编写。
(2)梯形图(LAD)
梯形图直观易懂,适合于数字量逻辑控制。“能流”(Power flow)与程序执行的方向。梯形图适合于熟悉继电器电路的人员使用。设计复杂的触点电路时较好用梯形图。其应用较为广泛。
(3)语句表(STL)
语句表功能比梯形图或功能块图的功能强。语句表可供喜欢用汇编语言编程的用户使用。语句表输入快,可以在每条语句后面加上注释。设计高级应用程序时建议使用语句表。
(4)功能块图(FBD)
“LOGO!”系列微型plc使用功能块图编程。功能块图适合于熟悉数字电路的人员使用。
(5)结构文本(ST)
STEP 7的S7 SCL(结构化控制语言)符合EN61131-3标准。SCL适合于复杂的公式计算、复杂的计算任务和较优化算法或管理大量的数据等。S7 SCL编程语言适合于熟悉高级编程语言(例如PASCAL或C语言)的人员使用。它不是STEP 7的标准配置,需要安装软件包。
(6) S7 HiGraph编程语言
图形编程语言S7 HiGraph属于可选软件包,它用状态图(Stategraphs)来描述异步、非顺序过程的编程语言。HiGraph适合于异步非顺序过程的编程。
(7) S7 CFC编程语言
可选软件包CFC(Continuous Function Chart,连续功能图)用图形方式连接程序库中以块的形式提供的各种功能。CFC适合于连续过程控制的编程。它不是STEP 7的标准配置,需要安装软件包。
在STEP 7编程软件中,如果程序块没有错误,并且被正确地划分为网络,在梯形图、功能块图和语句表之间可以转换。如果部分网络不能转换,则用语句表表示。