此次主要討論P(yáng)LC怎樣進(jìn)行“再處理“,，對“預(yù)處理“與”后處理”也作適當(dāng)說明,。 由于生產(chǎn)過程常有模擬量，故模擬量控制有時(shí)也稱過程控制,。

模擬量是指一些連續(xù)變化的物理量,，如電壓、電流,、溫度,、壓力、速度,、流量等,。在現(xiàn)實(shí)世界中，特別是在連續(xù)型的生產(chǎn),，如化工生產(chǎn)過程中,，常見到模擬量，并要求能對其進(jìn)行控制。

一,、PLC模擬量控制過程

一個(gè)完整的模擬量PLC控制,，其過程是：

用傳感器采集信息，并把它變換成標(biāo)準(zhǔn)電信號,，進(jìn)而送到模入模塊； 模入模塊把標(biāo)準(zhǔn)電信號轉(zhuǎn)換成CPU可處理的數(shù)字信息,；

CPU按要求對此信息進(jìn)行處理,，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息送模出模塊； 模出模塊得到控制信息后,，經(jīng)變換,，再以標(biāo)準(zhǔn)信號的形式傳給執(zhí)行器； 執(zhí)行器對此信號進(jìn)行放大和變換,，產(chǎn)生控制作用,，施加到受控對象上。 圖 4-1-1-1 示出以上介紹的模擬量控制過程,。

要弄清的是,，這里“基于信息采集和處理”的信息,，可能是調(diào)節(jié)量，也可能是干繞量,。 如為調(diào)節(jié)量,，則要用反饋控制。它是一種模擬量最基本的控制方式,。圖4-1-1-2示的就是反饋控制的原理圖,。

如圖示,，這里的傳感器不斷地監(jiān)測被控對象的調(diào)節(jié)量，接著把它送給模入單元,。PLC程序把模入單元送來的反饋值與系統(tǒng)預(yù)定的設(shè)定值進(jìn)行比較,，進(jìn)而產(chǎn)生控制量。這控制量再經(jīng)摸出單元,、執(zhí)行器作用到被控對象上,，其目的是盡快地縮小這個(gè)差值?？芍?，這里的信息流是閉合的，所以反饋控制又稱閉環(huán)控制。

如信息為干擾量,，也可用前饋控制,。它是另一種控制方式。它基于擾動(dòng)補(bǔ)償原理,，依擾動(dòng)的情況作相應(yīng)控制,。圖4-1-1-3為它的工作原理圖。

從圖知，它的傳感器監(jiān)測的是擾動(dòng)量,。PLC程序依擾動(dòng)量,、控制量與調(diào)節(jié)量間的關(guān)系產(chǎn)生相應(yīng)的控制量，進(jìn)而再通過摸出單元,、執(zhí)行器作用到被控對象上,，其目的是在干擾量作用于系統(tǒng)的同時(shí)，這個(gè)控制量也作用于該系統(tǒng),，以補(bǔ)償干擾對系統(tǒng)的不利影響,。可知,，這里的信息流是開路的,，所以前饋控制又稱開環(huán)控制。

二,、PLC模擬量控制目的

模擬量控制的目的,，是多種多樣的，具體為：

1,、使系統(tǒng)的某個(gè)量保持恒值,，即，要求可控系統(tǒng)在受到擾動(dòng)時(shí),，其調(diào)節(jié)量仍能保持在給定值附近,，基本上不變，這種控制稱鎮(zhèn)定控制,，或稱自動(dòng)調(diào)節(jié),。

2、使系統(tǒng)的狀態(tài)按預(yù)先給定的方式隨時(shí)間,，或按預(yù)定的程序變化,，這種控制稱為程序控制。

3,、使系統(tǒng)的狀態(tài)按外來信號的變化而變化,，這種控制稱隨動(dòng)控制,。

三、PLC模擬量控制要求

對PLC模擬量控制系統(tǒng)的要求,，以自動(dòng)調(diào)節(jié)為例,，與對一般控制系統(tǒng)的要求是相同的，也是要使受控系統(tǒng)能穩(wěn)定,、準(zhǔn)確地快速自動(dòng)調(diào)節(jié),。

控制過程具體可用時(shí)域或頻域方法表示：

1、時(shí)域指標(biāo)

它用在給定值階躍擾動(dòng)時(shí),，系統(tǒng)的控制量隨時(shí)間的變化過程反映控制品質(zhì),。圖4-1-3-1所示的即為這個(gè)過程。從圖可看出控制量在時(shí)域上的變化過程,。

2,、頻域指標(biāo)

它用系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性代表控制品質(zhì)。具體是,，在不同頻率的單位信號作用下,，系統(tǒng)開環(huán)時(shí)，其輸出對信號的響應(yīng)特性,，即系統(tǒng)輸出的幅值及它與作用信號的相位差,。圖4-1-3-2為系統(tǒng)開環(huán)頻率特性圖，圖4-1-3-3為幅頻特性曲線,。從圖可看出控制量在頻域上的變化過程,。

3,、積分指標(biāo)

用積分指標(biāo)可綜合反映控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,、準(zhǔn)確性及快速性，所有這些值都應(yīng)盡可能的小,。 一般控制有這個(gè)要求,，用PLC控制也不例外。

四,、PLC模擬量控制類型

1,、單回路反饋控制：

它只有一個(gè)控制回路，是閉環(huán)的,。視系統(tǒng)的要求而定,。

單回路反饋控制簡單，易于調(diào)整、投運(yùn),，適用于純滯后和慣性較小,、負(fù)荷和干擾變化比較平緩的系統(tǒng)的控制。

2,、串級控制：

它有主輔兩個(gè)控制回路,，主回路與副回路，見圖4-1-4-1,。從圖知,，它的主回路的給定值按要求給定，其輸出不用以推動(dòng)執(zhí)行器,，而用作副調(diào)節(jié)器給定值,。副調(diào)節(jié)器的輸出才用以推動(dòng)執(zhí)行器。

圖4-1-4-2說明單回路與串級控制的區(qū)別。圖a為單回路控制,，控制量為爐溫θ,，測出的爐溫經(jīng)變送器變換后，送調(diào)節(jié)器T,， 調(diào)節(jié)器的輸出直接控制調(diào)節(jié)閥的開度,，從而控制送入加熱爐中的的燃油量。這個(gè)系統(tǒng)雖較簡單,，但燃油壓力的波動(dòng)將影響爐溫變化,。特別是燃油的壓力波動(dòng)值大、且頻繁時(shí),，爐溫的波動(dòng)更大,。

而圖b為串級控制，就是要解決這個(gè)壓力波動(dòng)對爐溫的干擾,。它先構(gòu)成一個(gè)壓力控制回路,。用副調(diào)節(jié)器G，去克服燃油壓力波動(dòng)對流量的影響,。主調(diào)節(jié)器則按給定值的要求,，依爐溫，去確定應(yīng)給的燃油流量,。

由于多了個(gè)副回路,，可使所控制的爐溫免受或少受燃油壓力波動(dòng)的干擾,，從而提高系統(tǒng)的控制品質(zhì),。

應(yīng)提醒的是，這里調(diào)節(jié)器用的不是硬件,，而是軟件,、是PLC程序?？窟\(yùn)行PLC程序?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)器的控制功能,。

3、前饋控制

圖4-1-4-3 為前饋控制的例子,。它是按擾動(dòng)進(jìn)行的開環(huán)控制,。如圖示的換熱器，加熱的物料流入量是主要的干擾因數(shù)時(shí),，可用如圖的辦法,，隨著進(jìn)料的變化，通過前饋補(bǔ)償器,，調(diào)節(jié)用以加熱物料的蒸汽流量,，從而控制容器的溫度。

如果弄清物料流量對溫度的影響規(guī)律,，可作到系統(tǒng)的誤差為零,。如圖4-1-4-4 所示。

當(dāng)然，前饋與反饋控制也可結(jié)合起來進(jìn)行,，以得到更高系統(tǒng)的控制品質(zhì),。

應(yīng)提醒的是，這里的前饋補(bǔ)償器也不是硬件,，而是軟件,、也是PLC程序?？窟\(yùn)行PLC程序?qū)崿F(xiàn)前饋補(bǔ)償器的控制功能,。

4、比值控制

在生產(chǎn)中,，有時(shí)要求若干變量間保持一定的比例關(guān)系,，如煤氣加熱爐，就要求煤氣與空氣要有合適的比例,，即空燃比,。比例調(diào)節(jié)器就是要保證在煤氣變化的同時(shí),，空氣也要有相應(yīng)的變化。比值控制有開環(huán),、閉環(huán)及多變量比值等,。

圖4-1-4-5 為開環(huán)比值控制。Qb的流量按比例k,，跟隨流量Qa變化,。

圖4-1-4-6 為閉環(huán)比值控制,。Qb的流量為閉路控制,。但，它的給定值為kQa,，隋Qa而變,。

圖4-1-4-7 為雙閉環(huán)控制,，兩個(gè)回路都是閉環(huán)的。Qa 調(diào)節(jié)器的給定值是獨(dú)立的,，而Qb調(diào)節(jié)器的給定值由Qa的變送器,，經(jīng)比例器換算后給出。這種空置的目的是Qb要隨Qa變,，以保證其間比例關(guān)系不變,。

圖4-1-4-8 為多值比例控制。這里畫出兩個(gè)閉環(huán)控制回路,。它們的調(diào)節(jié)器的給定值都是由Qa的變送器送出,、經(jīng)比例器K1、K2 換算后確定,。以此保證Qa,、Qb1、Qb2之間的比例關(guān)系,。

圖4-1-4-9 也為多值比例控制,。這里也畫出兩個(gè)閉環(huán)控制回路,。Qb1調(diào)節(jié)器的給定值都是由Qa的變送器送出、經(jīng)比例器K1 換算后確定,。而Qb2調(diào)節(jié)器的給定值則是由Qb1的變送器送出,、經(jīng)比例器K2/K1 換算后確定,。它是用叢變量間的協(xié)調(diào)，保證Qa與Qb1以及Qb1與Qb2之間的比例關(guān)系,。

圖4-1-4-10 有三個(gè)調(diào)節(jié)回路。調(diào)節(jié)器T,，用以調(diào)節(jié)爐溫,。當(dāng)溫度變化時(shí)，它改變?nèi)細(xì)庹{(diào)節(jié)器的給定值,。進(jìn)而改變?nèi)細(xì)饬髁縌a,。而當(dāng)燃?xì)饬髁扛淖儠r(shí)，經(jīng)比例器K也改變空氣調(diào)節(jié)器的給定值,。也會改變空氣的流量Qb,。從而達(dá)到當(dāng)溫度變化時(shí)，既改變?nèi)細(xì)?，又改變空氣的流量,，以保證爐溫恒定。

圖4-1-4-11 變比值的控制回路。流量Qb的調(diào)節(jié)器的給定值由乘法器給定,。乘法器進(jìn)行K（c）與Qa的乘運(yùn)算。而K（c）則由成分分析儀測出成分值c后,，由控制器A把其與

給定值cr比較,、換算得出。這種控制可保證不同的流量Qa時(shí),，將有不同比例的Qb值,。

應(yīng)提醒的也是，這里除變送器,、調(diào)節(jié)閥之外,，其它的如調(diào)節(jié)器、比利器,、成份分析儀,、乘法器等均為軟件，為PLC程序,，靠運(yùn)行PLC的這個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)有關(guān)的控制功能,。

5,、其他控制

其他常用的控制方法還有均勻控制、分程控制,、多沖量控制等,。

五、PLC模擬量控制特點(diǎn)

用 PLC實(shí)現(xiàn)模擬量控制有三個(gè)基本特點(diǎn)：

1,、有誤差,；

2、斷續(xù)的,；

3,、有時(shí)延。

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