西门子6ES7222-1BF22-0XA8参数规格

一、控制继电器存在的缺点

今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域。他们比以往的产品具有高的性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。

二、可编程序控制器的优势、特点及功能

可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而广泛地应用于众多行业。

１、顺序控制

顺序控制是PLC基本、应用广泛的领域。所谓的顺序控制，就是按照工艺流程的顺序，在控制信号的作用下，使得生产过程的各个执行机构自动地按照顺序动作。由于它还具有编程设计灵活、速度快、性高、、便于维护等优点，所以在实现单机控制、多机制、生产流程控制中可以取代传统的继电器接触器控制系统。它主要是根据操作按扭、限位开关及其它现场给来的指令信号和传感器信号，控制机械运动部件进行相应的操作，从而达到了自动化生产线控制。比较典型应用在自动电梯的控制、管道上电磁伐的自动开启和关闭、皮带运输机的顺序启动等。例如我分厂的原料混料系统就是利用了PLC的顺序控制功能。

２、闭环过程控制

以往对于过程控制的模拟量均采用硬件电路构成的PID模拟调节器来实现开、闭环控制。而现在可以采用PLC控制系统，选用模拟量控制模块，其功能由软件完成，系统的精度由位数决定，不受元件影响，因而性高，容易实现复杂的控制和的控制方法，可以同时控制多个控制回路和多个控制参数。例如生产过程中的温度、流量、压力、速度等。

３、运动位置控制

PLC可以支持数控机床的控制和管理，在机械加工行业，可编程控制器与计算机数控（CNC）集成在一起，用以完成机床的运动位置控制，它的功能是接受输入装置输入的加工信息，经处理与计算，发出相应的脉冲给驱动装置，通过步进电机或伺服电机，使机床按预定的轨道运动，以完成多轴伺服电机的自控。目前以用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削摸削等应用中。

４、生产过程的监控和管理

PLC可以通过通迅接口与显示终端和打印机等外设相连。显示器作为人机界面（HMI）是一种内含微处理芯片的智能化设备，它与PLC相结合可取代电控柜上众多的控制按钮、选择开关、信号指示灯，及生产流程模拟屏和电控柜内大量的中间继电器和端子排。所有操作都可以在显示屏上的操作元件上进行。PLC可以方便、快捷地对生产过程中的数据进行采集、处理，并可对要显示的参数以二进制、十进制、十六进制、ASCII字符等方式进行显示。在显示画面上，通过图标的颜色变化反应现场设备的运行状态，如阀门的开与关，电机的启动与停止，位置开关的状态等。PID回路控制用数据、棒图等综合方法反映生产过程中量的变化，操作人员通过参数设定可进行参数调整，通过数据查询可查找任一时刻的数据记录，通过打印可保存相关的生产数据，为今后的生产管理和工艺参数的分析带来便利。

５、网络特性

PLC可以实现多台PLC之间或多台PLC与一台计算机之间的通讯联网要求，从而组成多级分布式控制系统，构成工厂自动化网络。

(1) 通过通讯模块、上位机以及相应的软件来实现对控制系统的远距离监控。

(2) 通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连，从而使管理者可通过电话线对控制系统进行远距离监控。

结束语

可编程控制器作为一种通用的工业控制器，它可用于所有的工业领域。当前国内外已经广泛的将可编程控制器成功地应用到机械、冶金、石油、化工、纺织、交通、电力、军事等各个领域，并了可观的技术济济效益。而且它还代表当今电气控制技术的世界水平，它已与数控技术 、／CAM技术、工业机器人技术并列为工业自动化技术的四大支柱。

PID 指令(FUN30) 系将目前所量测之外界模拟输入值当作程控变量（ ProcessVariable， 简称PV），
将使用者所设定之设定值（ Setpoint， 简称SP） 与程控变量经由软件PID 数学式运算后， 得到适宜之输出
控制值经由D/A 模拟输出模块或再处理经由其它界面以控制受控程序在使用者所期望之设定范围内。
● 数字化PID 表达式如下：
Mn=(D4005/Pb)×(En)+∑0[ (D4005/Pb)× T i × Ts × E n ]−[(D4005/Pb)×Td×(PVn−PVn-1)/Ts]+Bias
Mn ： 〝n〞时之控制输出量
D4005： 增益常数， 内定值为1000； 可设定范围为1～ 5000
Pb ： 比例带（ 范围： 1～ 5000， 单位为0.1%； Kc （ 增益） =D4005/ Pb）
Ti ： 积分时间常数（ 范围： 0～ 9999， 相当于0.00～ 99.99 Repeats/Minute）
Td ： 微分时间常数（ 范围： 0～ 9999， 相当于0.00～ 99.99 Minutes）
PVn ： 〝n〞时之程控变数值
PVn - 1 ： 〝n〞之上一次之程控变数值
En ： 〝n〞时之误差=设定值（ SP） −〝n〞时之程控变数值（ PVn ）
Ts ： PID 运算之间隔时间（ 范围： 1～ 3000， 单位： 0.01S）
Bias ： 偏置输出量（ 范围： 0～ 16383）
参数调整
    依下列原则适当调整PID 参数以得到所要之程控反应：
    比例带（ Pb） 调整越小， 即增益越大， 对输出贡献越大， 可得到较快且灵敏之控制反应。
但增益如过大，会造成振荡现象；尽量调高增益（ 但以不造成振荡为原则）， 以增快程序反应并减少稳态误差。
    积分项可用来程控反应之稳态误差。积分常数（ Ti）调整越大，对输出贡献越大， 当有稳态误差时，
可调高积分常数， 以减少稳态误差。
    积分常数=0 时， 积分项无作用。如已知积分时间为6 分钟， 则Ti=100/6=17 ； 如积分时间为5 分钟， 则Ti=100/5=20。
    微分项可用来让程控反应较平顺， 不会造成过度。微分常数（ Td） 调整越大， 
对输出贡献越大， 当有过度时， 可调高微分常数， 以减少量。
微分项对程控反应相当灵敏， 大部分之应用不必使用微分项， 而将其设定为0。
微分常数=0 时， 微分项无作用。如已知微分时间为1 分钟， 则Td=100； 如微分时间为2 分钟， 则Td=200。

1)工作稳定性好

由于嵌入式产品都是基于嵌入式操作系统的，而不依赖于我们所常见的微机操作系统(bbbbbbs和dos等)，一般均采用单任务的、稳定性非常好的嵌入式操作系统或linux操作系统，在追求其短小精悍的同时，非常重视其工作的稳定性。同时，嵌入式系统产品一般都带有防死机复位功能，在系统出现死机时可自动复位，重新启动运行。因此，稳定性是嵌入式产品的一大特点，这种特点非常适合于智能车辆管理系统应用中。在智能车辆的各类管理系统中，一般都要求系统能够在无人值守的状态下24小时不间断的运行，对产品工作的稳定性要求很高，不允许出现死机的现象，嵌入式产品的工作稳定特性正好可以适应其在这方面的严格的要求。

2)环境适应能力强

嵌入式系统一般都是一体化形式设计的，在结构设计、功能模块设计中都充分考虑了对环境的适应能力，结构简单、元器件数量少、封闭式设计都使其比微机甚至于工控机的环境适应能力强得多。这一特性在智能交通管理系统中也可以得到充分的发挥。智能交通管理系统中使用的绝大部分设备都运行在室外，甚至于野外环境中，考虑到设备在冬季严寒、夏季酷热、南方潮湿、西北尘沙等恶劣气候和环境下能否保证正常稳定地工作，环境适应能力强将是智能车辆管理系统设备选型工作中考虑的重要因素之一。而这与正是嵌入式一体化产品的特点之一。

3)设备立性好

嵌入式产品处理的是数字信号，可以毫无困难地与微机控制系统实现数据通讯，而且由于往往设计为一体化的形式，从外观和功能上都相当于一个“可立工作的‘器件’”，立地完成某个环节的功能，与外界的数据交换仅仅通过协议进行，因此设备立性、可换性、通用性都非常好，可灵活装配、换、升级。