第四章 顺序控制及应用

常用的二次曲线有圆弧、抛物线和双曲线等
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第4章 顺序控制与数字程序控制
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1、数字程序控制原理
把插补运算过程中定出的各中间点，以脉冲形式去控制x、 y方向上的步进电机（绘图笔、或加工刀具），从而绘出图形 或加工出所要求的轮廓。
每一个脉冲信号步进电机走一步，即绘图笔或刀具在 x 或 y 方向移动一步。
插补器实际上是一个函数发生器，能按给定的基本数据 产生一定的函数曲线，并以增量形式向各坐标连续输出，以 控制机床刀具按给定的图形运动。
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第4章 顺序控制与数字程序控制
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1、数字程序控制原理 基点
基点
图中abcd为绘图仪绘图 曲线或零件的加工曲线。
Y 基点 c
将图中的曲线分成若干
d
段：
即 ymxexmye0
定义直线插补的偏差判别式为： Fmymxexmye
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第4章 顺序控制与数字程序控制
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（1）逐点比较直线插补
Fmymxexmye
Y
* 若Fm＝0，点m在OA上； * 若Fm > 0，点m在OA上方，ym
即为点m’；
* 若Fm< 0，点m在OA下方， 即为点m’’。
所谓数字程序控制，就是计算机根据输入的指令和数据， 控制生产机械按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运 动速度等规律自动地完成工作的自动控制。
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第4章 顺序控制与数字程序控制
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二、数字程序控制基础
数字程序控制系统一般由输入装置、输出装置、控制器 和插补器四部分组成。
控制器和插补器的功能及部分输入输出接口由计算机实 现。
定义偏差判别式： FmRm 2R2

二、状态继电器
在状态转移图中，每个状态都分别采用连续 的、不同的状态继电器表示。FX系列PLC的状态 继电器的分类、编号、数量及功能
类 别 状态继电器编号 数 量 功能说明
初始化状态继电 S0——S9 器
原点回归状态继 S10——S19 电器
通用状态继电器 S20——S499
10
初始化
10
原点回归
S24 同S21
③ 找出每个状态的转移条件 即在什么条件将下 个状态“激活”。
S20 转移条件 SB S21转移条件 SQ1 S22转移条件SQ2 S23转移条件T0 S24转移条件SQ3
④状态转移图
⑤程序
工作台自动往返程序(44页)
第三节 单流程及其编程
单流程由一系列相继激活的步组成，每一步的后面 仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。 一、单流程程序的结构形式
2）与STL触点相连的触点用LD或LDI指令，执行完RET后返回左母线 3）STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线
圈； 4）PLC只执行活动步对应的电路，所以使用STL指令时允许双线圈
输出； 5) STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但可以用CJ指
令； 6)在中断程序和子程序内，不能使用STL指令。
480
通用
注意：
1、在用状态转移图编写程序时，状态继电器可 以按顺序连续使用。但是状态继电器的编号要在 指定的类别范围内选用；
2、各状态继电器的触点可自由使用，使用次数 无限制；
3、在不用状态继电器进行状态转移图编程时， 状态继电器可做为辅助继电器使用，用法和辅助 继电器相同。
三、状态转移图的设计方法
STL指令的意义为激活某个状态。在梯形图上体 现为从母线上引出的状态接点。STL指令有建立子 母线的功能，以使该状态的所有操作均在子母线上 进行。步进接点指令在梯形图中的情况见图所示。

第四章 计算机控制系统常用的控制规律
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 PID控制 串级控制 前馈控制 史密斯（Smith）预估控制 比值控制 模糊控制
PID控制

4.1 PID调节器的控制作用 4.2 PID控制器的离散化 4.3 数字PID调节中的几个实际问题 4.4 数字PID控制算法的改进 4.5 数字PID控制器参数的整定
4.1 PID调节器的控制作用
1. PID调节器的优点： 为什么要用数字模拟PID


技术成熟 易被人们熟悉和掌握 不需要建立数学模型 控制效果好
4.1.1 比例（P）调节器 1. 比例（P）调节规律 比例（P）调节器的微分方程： y(t) = Kpe(t)
பைடு நூலகம்
(8-1)
其中： y——调节器输出 Kp——比例系数 e(t)——调节器输入，为偏差值，e(t)=r(t)-m(t)。其中，r(t)为给定值， m(t)为被测参数测量值。 2. 比例（P）调节的作用 调节器的输出与输入偏差成正比。因此，只要偏差出现，就能及时地产生 与之成比例的调节作用，具有调节及时的特点。
第一节 PID控制
PID控制方式：采用比例、积分、微分的控制方式。 P I D 1. 模拟PID控制算法：用于模拟控制系统 模拟系统过程控制：被测参数（模拟量：温度、压力、流量）由传感器 变换成统一的标准信号后输入调节器。在调节器中与给定值进行比较， 再把比较后的差值经PID运算后送到执行机构，改变进给量，以达到自动 调节的目的。 2. 数字PID控制算法：用于数字控制系统 数字系统过程控制：先把过程参数进行采样，并通过模拟量输入通道将 模拟量变成数字量，这些数字量通过计算机按一定控制算法进行运算处 理，运算结果经D/A转换成模拟量后，由模拟量输出通道输出，并通过 执行机构去控制生产，以达到给定值。

第四章 顺序功能流程图
4.4 跳步、重复和循环序列结构
跳步、重复和循环序列结构实际上都是选择序 列结构的特殊形式 。
第四章 顺序功能流程图
4.5 绘制顺序功能图的注意事项
（1）两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。 （2）两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。 （3）顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待起动的初始状态，初始 步可能没有输出处于ON状态，但初始步是必不可少的。 （4）自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图 中一般应有由步和有向连线组成的闭环。
4.2 选择序列结构
选择序列有开始和结束之分。选择序列的开始称为分支， 选择序列的结束称为合并。 选择序列的分支是指一个前级步后面紧接着有若干个后 续步可供选择，各分支都有各自的转换条件。分支中表 示转换的短划线只能标在水平线之下。
第四章 顺序功能流程图
4.3 并行序列结构
并行序列也有开始和结束之分。并行序列的开 始也称为分支，并行序列的结束也称为合并。
第四章 顺序功能流程图 单序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图 选择序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图 并行序列结构的编程方法
第四章 顺序功能流程图
机械手的控制
机械手将工件从A点向B点传送。机械手的上升、下降与左 移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。抓手对 工件的松夹是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸完成，只有在 电磁阀通电时抓手才能夹紧。该机械手工作原点在左上方，按 下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移的顺序依 次运动。它有手动、单步、一个周期和连续工作（自动）四种 操作方式。
第四章 顺序功能流程图 选择序列结构的编程方法