1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：位置和轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.引言3</b></p><p>　　1.1課題的背景3</p><p

2、>　　1.2課題的內(nèi)容（三道題）3</p><p>　　1.3課題的意義4</p><p>　　1.4課設(shè)的主要任務(wù)4</p><p>　　1.5課設(shè)的具體安排5</p><p><b>　　2正文5</b></p><p>　　2.1儀器與設(shè)備5</p><

3、p>　　2.1.1系統(tǒng)的硬件組成5</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)的軟件通信10</p><p>　　2.1.3系統(tǒng)整體運(yùn)行原理11</p><p>　　2.2實(shí)驗(yàn)原理11</p><p>　　2.2.1羅克韋爾PLC基礎(chǔ)編程原理11</p><p>　　2.2.2變頻器520編程原理14<

4、/p><p>　　2.2.3威綸觸摸屏編程原理15</p><p>　　2.2.4 EB8000人機(jī)界面使用原理15</p><p>　　2.3解題思路與方案程序15</p><p>　　2.3.1第一題15</p><p>　　2.3.2第二題16</p><p>　　2.3.3第三題

5、17</p><p>　　2.4實(shí)驗(yàn)效果的觀測(cè)與分析19</p><p>　　2.4.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)19</p><p>　　2.5實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤20</p><p>　　2.5.1錯(cuò)誤的產(chǎn)生20</p><p>　　2.5.2錯(cuò)誤的解決20</p><p><b>　　3結(jié)論2

6、1</b></p><p>　　3.1實(shí)驗(yàn)改進(jìn)21</p><p>　　3.1.1發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題21</p><p>　　3.1.2改進(jìn)方案21</p><p>　　3.2實(shí)驗(yàn)基本結(jié)論23</p><p>　　3.3梯形圖編程技巧收獲24</p><p>　　3.4心得感悟..

7、................................................................................................................22</p><p><b>　　4參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　5附錄23</b></p&g

8、t;<p><b>　　引言</b></p><p><b>　　1.1課題的背景</b></p><p>　　可編程控制器自從問(wèn)世至今[1]，發(fā)展的非常迅速?？删幊炭刂破髯鳛楫?dāng)代電控裝置的主導(dǎo)，以作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備列入生產(chǎn)當(dāng)中。特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以16位及32位微計(jì)算機(jī)為核心

9、的PLC得到了迅速的發(fā)展，從而使得PLC在設(shè)計(jì)上、使用性能方面以及價(jià)格方面都取得了很大的突破，在控制能力得到了很大的提高的同時(shí)，功耗以及體積也相對(duì)減少好多，性能得到了提升并且成本也得到了節(jié)約，而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖像顯示等技術(shù)的發(fā)展，使PLC的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。PLC己成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制的一大支柱設(shè)備，作為自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，要在今后的工作崗位充分發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)越性，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)制造等行業(yè)的高度自動(dòng)化，PL

10、C技術(shù)無(wú)疑是我們必須掌握的基本技能，因此，此次課設(shè)以ROCKWELL850PLC為學(xué)習(xí)對(duì)象，結(jié)合520變頻器、電機(jī)、滑塊、威綸觸摸屏等組成一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的軟件學(xué)習(xí)和編程學(xué)習(xí)，加上在專業(yè)課上學(xué)到的自動(dòng)控制的理論知識(shí)，完成一系列任務(wù)，達(dá)到我們對(duì)PLC的更深層面的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。</p><p>　　1.2課題的內(nèi)容（三道題）</p><p>　　定位跑：滑塊移動(dòng)指定距離</

11、p><p>　　要求在屏幕上顯示當(dāng)前距離，計(jì)時(shí)時(shí)間和變頻器給定頻率。輸入量包含啟動(dòng)、停止和回原點(diǎn)按鈕，以及滑塊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置。所有顯示和輸入精度均為小數(shù)點(diǎn)后兩位。目標(biāo)位置輸入的默認(rèn)值為10.00cm。距離輸入和當(dāng)前位置顯示單位為cm，變頻器給定頻率單位為Hz，計(jì)時(shí)時(shí)間單位為s。計(jì)時(shí)要求從按下啟動(dòng)按鈕開始，滑塊到達(dá)目標(biāo)位后停止計(jì)時(shí)，并將運(yùn)行時(shí)間顯示在屏幕上。若在運(yùn)行途中按下停止或回原點(diǎn)按鈕，則要直接將計(jì)時(shí)時(shí)間清零，在回原

12、點(diǎn)過(guò)程中不計(jì)時(shí)。</p><p>　　折返跑：滑塊進(jìn)行三次折返運(yùn)動(dòng)后停止</p><p>　　要能夠輸入三個(gè)折返點(diǎn)以及最后停止點(diǎn)的位置。三個(gè)折返點(diǎn)默認(rèn)值分別為10.00cm，5.00cm，15.00cm，最后停止點(diǎn)的默認(rèn)值為0.00cm。計(jì)時(shí)要求使用四個(gè)顯示控件分別顯示每一段計(jì)時(shí)時(shí)間。三個(gè)按鈕要求同上題。顯示要求同上題。</p><p>　　跨欄跑：滑塊到指定位置按

13、照指定的速度通過(guò)，到達(dá)最終位置總時(shí)間最短為優(yōu)勝。此題要求加入當(dāng)前速度顯示，以及該設(shè)備所能夠達(dá)到的最大速度，單位cm/s。三個(gè)指定位置分別為7cm，14cm，21cm，最終停止于25cm處。三個(gè)位置處的經(jīng)過(guò)速度由屏幕輸入，但輸入的不是真實(shí)速度，而是一個(gè)百分比，各處的真實(shí)速度要通過(guò)這個(gè)百分比乘以最大速度得到。顯示要求包含計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)前位置，實(shí)際速度，計(jì)算得到的速度給定和通過(guò)各處的實(shí)際速度值。不需要顯示當(dāng)前給定頻率。</p>&

14、lt;p>　　屏幕要求：觸摸屏畫面共做四個(gè)，一個(gè)主畫面三個(gè)分畫面，主畫面中包含三個(gè)分畫面的進(jìn)入按鈕即可，分畫面可以返回至主畫面。</p><p>　　按鈕要求：三個(gè)按鈕均要求使用復(fù)歸型按鈕。啟動(dòng)按鈕按下后滑塊開始移動(dòng)；如果滑塊已在目標(biāo)位，則按下后滑塊不移動(dòng)。停止按鈕按下后滑塊若正在運(yùn)行，則立即停止；若滑塊未移動(dòng)，則保持停止。回原點(diǎn)按鈕按下后滑塊若正在移動(dòng)，則立刻停止當(dāng)前移動(dòng)，運(yùn)行至原點(diǎn)后停止；否則直接回歸至

15、原點(diǎn)后停止。</p><p><b>　　1.3課題的意義</b></p><p>　　此次課設(shè)以ROCKWELL850PLC的學(xué)習(xí)為主，學(xué)習(xí)用PLC控制自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本方法。為了完成三道題目的要求，必須首先從對(duì)PLC等硬件組成系統(tǒng)的了解開始，進(jìn)一步掌握相關(guān)軟件的安裝、使用等，然后要在深刻理解850編程原理和對(duì)應(yīng)屏幕編程原理的基礎(chǔ)上，不斷鍛煉自己的思維編程能力，在擁

16、有嚴(yán)謹(jǐn)邏輯的基礎(chǔ)上，把學(xué)到的專業(yè)知識(shí)靈活運(yùn)用，才能把三道題目的要求一一實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中，還要求我們掌握處理常見錯(cuò)誤能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及獨(dú)立思考能力。</p><p>　　1.4課設(shè)的主要任務(wù)</p><p>　　完成所用軟件（包括屏幕、PLC等）的下載、安裝、建立工程；</p><p>　　根據(jù)題目要求完成三道題目</p><p>　　仔

17、細(xì)檢查程序，完成實(shí)驗(yàn)效果驗(yàn)收考核</p><p>　　撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告并進(jìn)行答辯</p><p>　　1.5課設(shè)的具體安排</p><p>　　6月19號(hào)：自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)動(dòng)員大會(huì)</p><p>　　6月20號(hào)-6月21號(hào)：課程設(shè)計(jì)培訓(xùn)課程</p><p>　　6月22號(hào)-6月29號(hào)：課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練</p&

18、gt;<p>　　6月31號(hào)：課程設(shè)計(jì)程序驗(yàn)收</p><p>　　7月1號(hào)-7月6號(hào)：課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　7月7號(hào)：課程設(shè)計(jì)結(jié)題答辯</p><p><b>　　2正文</b></p><p><b>　　2.1儀器與設(shè)備</b></p><p>

19、;　　2.1.1系統(tǒng)的硬件組成</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件部分主要由羅克韋爾850PLC、變頻器520、威綸觸摸屏、絲桿及滑塊4部分組成。每一部分硬件特性的簡(jiǎn)單介紹如下：</p><p>　　羅克韋爾850PLC：</p><p>　　圖2.1 Rockwell 850 PLC實(shí)物圖</p><p>　　850PLC的功能

20、圖如下圖所示</p><p>　　圖2.2 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　850PLC的組成部分如下圖所示</p><p>　　圖2.3 PLC的基本組成</p><p><b>　　* CPU 模塊：</b></p><p>　　微處理器：Z80A 8031 8085 8086 802

21、86</p><p>　　存儲(chǔ)器： 系統(tǒng)存儲(chǔ)器：ROM</p><p>　　用戶存儲(chǔ)器：RAM EPROM E2PROM</p><p><b>　　* I/O 模塊：</b></p><p>　　數(shù)字量：采用光電耦合器或隔離脈沖變壓器，與CPU 隔離，防干擾</p><p>　　a．交流：

22、110V 220V</p><p>　　b．直流： 24V 12V 或5V TTL 電平</p><p>　　c．繼電器型：無(wú)源輸出</p><p>　　模擬量：直流信號(hào)（4~20mA 1~5V –10V~+10V 0~10V）</p><p>　　a．滿足IEC 標(biāo)準(zhǔn)的直流信號(hào)轉(zhuǎn)換成8 位、10 位、12 位的二進(jìn)制信號(hào)</p>

23、<p>　　b．將CPU 的二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成滿足IEC 標(biāo)準(zhǔn)的直流信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　* 特殊模塊：高速計(jì)數(shù)、熱電偶或熱電阻、各種定位模塊、各種編碼器模塊、</p><p>　　ASCⅡ/BASIC 模塊、通信模塊</p><p>　　* 編程設(shè)備：專用、電腦</p><p>　　* 電源模塊：將交流? 直流 外

24、掛、內(nèi)置</p><p>　　850PLC工作原理如下圖所示</p><p>　　圖2.4 850PLC的工作原理</p><p>　　* 上電及內(nèi)部處理：</p><p>　　上電后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一些初始化工作。如：硬件初始化，I/O 模塊配置檢查，停電保護(hù)，設(shè)定及其它初始化處理。</p><p><b>

25、　　* 掃描過(guò)程：</b></p><p>　　輸入掃描：在具體的用戶程序執(zhí)行前，每次掃描過(guò)程都首先要讀入各輸入模塊的全部輸入狀態(tài)，存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中（如輸入映像表）在一個(gè)掃描周期時(shí)不變的。</p><p>　　程序掃描：CPU 處于運(yùn)行狀態(tài)，順序執(zhí)行程序，在梯形圖中，程序按先左后右，先上后下的次序執(zhí)行，通過(guò)邏輯判斷和算術(shù)運(yùn)算將每步的結(jié)果寫入相關(guān)的存儲(chǔ)器中。</p>

26、<p>　　s 輸出掃描：將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如輸出映像表）當(dāng)中的輸出信號(hào)送至個(gè)輸出模塊，再經(jīng)過(guò)輸出模塊鎖存、隔離和功率放大后，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。</p><p>　　如在程序執(zhí)行期間，向輸出模塊傳送數(shù)據(jù)，可采用“立即輸出指令”。</p><p>　　掃描周期= 程序執(zhí)行時(shí)間+ I/O 掃描時(shí)間。</p><p>　　程序執(zhí)行時(shí)間：1~10ms/k 指令（CPU

27、 的運(yùn)算速度）。</p><p>　　I/O 掃描時(shí)間：I/O 點(diǎn)的情況（內(nèi)存+擴(kuò)展）<4.5ms。</p><p>　　變頻器520：電源和控制模塊PowerFlex 520 系列變頻器由一個(gè)電源模塊和一個(gè)控制模塊組成。</p><p>　　圖2.5 Rockwell 520變頻器實(shí)物圖</p><p><b>　　變頻器啟

28、動(dòng)任務(wù)列表</b></p><p>　　1） 斷開機(jī)器電源并將其上鎖。</p><p>　　2） 驗(yàn)證斷路裝置上的交流線路電源是否處于變頻器的額定值范圍內(nèi)。</p><p>　　3） 確認(rèn)數(shù)字量控制電源均為 24 V。</p><p>　　4） 檢查接地、接線、連接和環(huán)境兼容性。</p><p>　　5）

29、確認(rèn)已根據(jù)控制接線圖正確設(shè)置灌入型 (SNK)/ 拉出型 (SRC) 跳線。</p><p>　　6） 按應(yīng)用要求進(jìn)行 I/O 接線。</p><p>　　7） 對(duì)電源輸入和輸出端子接線。</p><p>　　8） 確認(rèn)所有輸入都已連接到正確的端子并已安全固定。</p><p>　　9） 收集并記錄電機(jī)銘牌和編碼器或反饋設(shè)備信息。確認(rèn)電機(jī)連接

30、。</p><p>　　10） 確認(rèn)變頻器的輸入電壓。確認(rèn)變頻器是否位于接地系統(tǒng)上。</p><p><b>　　顯示和控制按鍵</b></p><p>　　圖2.6 變頻器顯示與控制按鍵功能圖</p><p>　　威綸觸摸屏:威綸觸摸屏是威綸通觸摸屏（人機(jī)界面）的簡(jiǎn)稱。是威綸通公司的一款產(chǎn)品。</p>&

31、lt;p>　　圖2.7 威綸觸摸屏實(shí)物圖</p><p><b>　　其具有以下特點(diǎn)：</b></p><p>　　1、支持65536色顯示</p><p>　　2、支持windows平臺(tái)所有矢量字體</p><p>　　3、支持BMP，JPG，GIF等格式的圖片</p><p>　　4、兼

32、容EB500的畫面程序，無(wú)需重新編程，輕松實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)</p><p>　　5、支持USB設(shè)備，譬如U盤、USB鼠標(biāo)、USB鍵盤、USB打印機(jī)等</p><p>　　6、支持歷史數(shù)據(jù)、故障報(bào)警等，可以保存到U盤或者SD卡里面，并且可轉(zhuǎn)換為Excel可以打開的文件</p><p>　　7、支持U盤、USB線和以太網(wǎng)等不同方式對(duì)HMI畫面程序進(jìn)行上下載</p>

33、;<p>　　8、支持配方功能，并且可以使用U盤等來(lái)保存和更新配方，容量更大</p><p>　　9、支持三組串口同時(shí)連接不同協(xié)議的設(shè)備，應(yīng)用更加靈活方便</p><p>　　10、支持自定義啟動(dòng)Logo的功能，且支持“垂直”安裝的模式</p><p>　　11、支持市場(chǎng)上絕大多數(shù)的PLC和控制器、伺服、變頻器、溫控表等 </p><

34、;p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中主要用到的功能元件有如下幾種：</p><p>　　表2.1 各元件的功能</p><p><b>　　絲桿及滑塊:</b></p><p>　　圖2.8 滑塊及絲桿實(shí)物圖</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)的軟件通信</p><p>　　Micro850 控制器具

35、有以下嵌入式通信通道：</p><p>　　?非隔離式 RS-485 組合端口 </p><p>　　?非隔離式 USB 編程端口 </p><p>　　Modbus是一種半雙工主站從站式通信協(xié)議。Modbus網(wǎng)絡(luò)主站會(huì)對(duì)位和寄存器進(jìn)行讀取和寫入操作。Modbus協(xié)議允許一個(gè)主站與最多247個(gè)從站設(shè)備進(jìn)行通信。</p><p>　　Power

36、Flex 520 系列變頻器支持 RS485 (DSI) 協(xié)議，可配合羅克韋爾自動(dòng)化外圍設(shè)備高效工作。另外，還支持某些 Modbus 功能進(jìn)行簡(jiǎn)單的聯(lián)網(wǎng)。PowerFlex 520 系列變頻器可在 RTU 模式下使用 Modbus 協(xié)議實(shí)現(xiàn)RS485 網(wǎng)絡(luò)上的多點(diǎn)連接。</p><p>　　2.1.3系統(tǒng)整體運(yùn)行原理</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。通過(guò)編寫程序，

37、使PLC通過(guò)變頻器控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)方向和速度，然后在通過(guò)絲桿控制滑塊，實(shí)現(xiàn)滑塊的前進(jìn)、后退以及加速、減速運(yùn)行，最終可以通過(guò)特定程序完成題目要求。在實(shí)現(xiàn)了基本的功能的基礎(chǔ)上，還要考慮自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，即穩(wěn)、準(zhǔn)、快。即要求動(dòng)作時(shí)間短、超調(diào)小、穩(wěn)態(tài)誤差小，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在靜、動(dòng)性能指標(biāo)的雙優(yōu)。</p><p><b>　　2.2實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p>　　2.2.1羅

38、克韋爾PLC基礎(chǔ)編程原理</p><p><b>　　基本梯形圖指令：</b></p><p>　　基本梯形圖指令可分為：警報(bào)指令、算術(shù)指令、ASCLL串行端口指令、二進(jìn)制指令、布爾指令、通信指令、比較指令、計(jì)數(shù)器指令、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令、數(shù)據(jù)操作指令、高速計(jì)數(shù)器指令、輸入/輸出指令、中斷指令、運(yùn)動(dòng)控制指令、過(guò)程控制指令、程序控制指令、比例積分微分指令、實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令、連接字

39、指令、字符串操作指令、計(jì)數(shù)器指令。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)主要用到的指令有如下幾個(gè)：</p><p>　　圖2.10 常用梯形圖指令</p><p>　　高速計(jì)數(shù)器的參數(shù)配置：</p><p>　　圖2.9 HSC高速計(jì)數(shù)器梯形圖</p><p>　　圖2.10 HSC重要參數(shù)變量賦值圖</p>

40、<p><b>　　IPID功能塊：</b></p><p>　　圖2.11 IPIDCONTROLLER功能塊圖</p><p>　　圖2.12 IPID塊的工作原理圖</p><p>　　其主要功能參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表2.2 IPID塊重要參數(shù)功能表</p><p&

41、gt;　　使用IPID功能塊時(shí)，需根據(jù)自動(dòng)控制原理及實(shí)際控制目標(biāo)選擇合適的PID參數(shù)。達(dá)到最優(yōu)控制，以下是通過(guò)使用 IPIDController 函數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的一般步驟：</p><p>　　* 將設(shè)定點(diǎn)重置為零；</p><p>　　* 將 Auto 模式切換為 False；</p><p><b>　　* 設(shè)置增益參數(shù)；</b><

42、/p><p>　　* 設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)，包括初始加載值、輸出的分步變更、完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的估計(jì)時(shí)間以及自動(dòng)調(diào)節(jié)重置；</p><p>　　* 將 Initialize 和 AutoTune 設(shè)置為 TRUE，注意，當(dāng)將 AutoTune 設(shè)為 True 時(shí)，輸出會(huì)變?yōu)?Load 的值；</p><p>　　* 觀察到過(guò)程值快速增加，直至其接近其飽和點(diǎn)，觀察過(guò)程值的穩(wěn)定和波動(dòng)

43、情況；</p><p><b>　　* 設(shè)置偏移量；</b></p><p>　　* 將 Initialize 設(shè)為 False；</p><p>　　* 控制器開始自動(dòng)調(diào)節(jié)。等待 ATWarning 變?yōu)?2（2表示已執(zhí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)）；</p><p>　　* 將 AutoTune 設(shè)為 False；</p>

44、<p>　　* 觀察調(diào)節(jié)值出現(xiàn)在 OutGains 中；</p><p>　　* 將參數(shù)從 OutGain 傳輸?shù)?My_Gains；</p><p>　　* 觀察使用調(diào)節(jié)的增益參數(shù)更新控制器。</p><p>　　2.2.2變頻器520編程原理</p><p><b>　　編程和參數(shù)：</b></p

45、><p>　　PowerFlex 520系列變頻器中，Connected Components Workbench 軟件既可離線(通過(guò)USB)上傳參數(shù)配置到變頻器，也可在線(通過(guò)以太網(wǎng)連接)使用。其主要含有的模塊有：參數(shù)組、基本顯示組、基本編程組、端子塊組、通信組、邏輯組、高級(jí)顯示組、高級(jí)編程組、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)組、已修改參數(shù)組、故障和診斷組、AppView參數(shù)組、CustomView參數(shù)組。</p><

46、p><b>　　故障處理：</b></p><p>　　變頻器的狀態(tài)始終受到監(jiān)視。發(fā)生任何更改都會(huì)在集成的液晶顯示屏上顯示。故障是指導(dǎo)致變頻器停止的狀況?？偣灿袃煞N故障類型：</p><p>　　表2.3 變頻器故障類型表</p><p>　　RS485(DSI)協(xié)議：</p><p>　　PowerFlex 52

47、0 系列變頻器支持 RS485 (DSI) 協(xié)議，可配合羅克韋爾自動(dòng)化外圍設(shè)備高效工作。另外，還支持某些 Modbus 功能進(jìn)行簡(jiǎn)單的聯(lián)網(wǎng)。PowerFlex 520 系列變頻器可在 RTU 模式下使用 Modbus 協(xié)議實(shí)現(xiàn)RS485 網(wǎng)絡(luò)上的多點(diǎn)連接。</p><p><b>　　PID設(shè)置：</b></p><p>　　PowerFlex 520 系列變頻器具備

48、內(nèi)置PID(比例、積分、微分)控制回路。PID回路可用于將過(guò)程反饋(例如壓力、流量或張力) 保持在一個(gè)理想的設(shè)定值。PID回路會(huì)從基準(zhǔn)值中減去PID反饋，并生成一個(gè)誤差值。PID回路基于PID增益對(duì)誤差作出反應(yīng)，并輸出一個(gè)頻率，嘗試將誤差值減小到0。</p><p>　　2.2.3威綸觸摸屏編程原理</p><p>　　在有關(guān)觸摸屏編程學(xué)習(xí)中，我通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)主要學(xué)會(huì)了以下幾個(gè)方面的知識(shí)

49、：工程的建立、PLC的選擇、通訊參數(shù)的設(shè)置、簡(jiǎn)單畫面的制作和模擬、工程的下載、畫面的下載、下載文件夾的選擇、工程的編譯和下載、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置、標(biāo)簽和圖形的選擇、數(shù)據(jù)格式和鍵盤屬性的設(shè)置、圖庫(kù)的建立、動(dòng)畫的制作、數(shù)據(jù)的采樣、趨勢(shì)圖的設(shè)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)的顯示等。</p><p>　　2.2.4EB8000人機(jī)界面使用原理</p><p>　　這次課設(shè)對(duì)EB8000人機(jī)界面的學(xué)習(xí)重點(diǎn)就學(xué)會(huì)如何設(shè)定M

50、T8000系列人機(jī)界面的IP地址、日期與時(shí)間、上傳/下載程序的密碼、調(diào)整LCD亮度，以及查看系統(tǒng)的版本號(hào)等。</p><p>　　制作一個(gè)工程畫面的基本步驟為：1、選擇所使用的機(jī)型；2、選擇所連接的PLC，并設(shè)定好與PLC的通訊參數(shù)和連接的串口；3、利用軟件提供的各種元件編輯畫面程序。4、保存和編譯文件；5、離線模擬，查看編寫畫面的布局效果。6、將畫面程序下載到人機(jī)界面里面。</p><p&g

51、t;　　2.3解題思路與方案程序</p><p><b>　　2.3.1第一題</b></p><p>　　解題思路：將RA功能塊中直接控制電機(jī)的啟動(dòng)設(shè)為START_Zong,停止設(shè)為STOP_Zong, setfwd設(shè)為YOU，setrev設(shè)為ZUO。屏幕上的變量按鍵分別對(duì)用梯形圖中的變量START啟動(dòng),STOP停止,gohome回原點(diǎn),_location當(dāng)前位置,

52、displaytime2計(jì)時(shí)時(shí)間,import目標(biāo)位置,frequency頻率。</p><p>　　當(dāng)摁下屏幕上START時(shí)，編程完成4個(gè)任務(wù)即可，分別是:</p><p>　　startflag置1；</p><p>　　YUO+START_Zong（線圈跟隨）；</p><p>　　引入變量a，控制計(jì)時(shí)器工作；</p>&

53、lt;p>　?、芤胱兞縨iddlevariable且置1，然后與startflag一起實(shí)現(xiàn)當(dāng)滑塊所處位置大于目標(biāo)位置后，立即停止（stop1）并且將middlevariable置0</p><p>　?、堇胢iddlevariable和MOV將停止時(shí)刻的時(shí)間顯示在屏幕上。</p><p>　　當(dāng)摁下屏幕上STOP鍵時(shí)，編程完成3個(gè)任務(wù)即可，分別是：</p><

54、p>　　由stop1、STOP、STOP2共同控制STOP_Zong以控制電機(jī)的停止；</p><p>　　將a復(fù)位為0，此時(shí)計(jì)時(shí)器使能端為0，計(jì)時(shí)器清零；</p><p>　　通過(guò)MOV塊將0賦給屏幕上的計(jì)時(shí)顯示時(shí)間變量displaytime2;</p><p>　　當(dāng)摁下gohome鍵，編程完成4個(gè)任務(wù)即可，分別是：</p><p>

55、;　　START_Zong和ZUO同時(shí)線圈跟隨，以此達(dá)到摁下gohome，立即反向啟動(dòng)的目的；</p><p>　　將a置0，此時(shí)計(jì)時(shí)器使能端為0，計(jì)時(shí)器清零；</p><p>　　通過(guò)MOV塊將0賦給屏幕上的計(jì)時(shí)顯示時(shí)間變量displaytime2;</p><p>　?、芤霕?biāo)志變量FLAG1，將其置1，然后由FLAG1控制功能塊（<=）,以實(shí)現(xiàn)退回到原點(diǎn)

56、處時(shí)，立即停止，此時(shí)激發(fā)的是STOP2。</p><p><b>　　題目程序：見附錄</b></p><p><b>　　2.3.2第二題</b></p><p>　　解題思路：將RA功能塊中直接控制電機(jī)的啟動(dòng)設(shè)為START_zong,停止設(shè)為STOP_zong, setfwd設(shè)為YOU，setrev設(shè)為ZUO。屏幕上的

57、變量按鍵分別對(duì)用梯形圖中的變量START啟動(dòng),STOP停止,gohome回原點(diǎn),_location當(dāng)前位置,frequency頻率，time1/2/3/4分別為4個(gè)轉(zhuǎn)折段的計(jì)時(shí)器，point1/2/3以及l(fā)astpoint為4個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。其中g(shù)ohome、ZUO1、ZUO2均可控制ZUO，STRAT、YOU1、YOU2均可控制YOU，且gohome、ZUO1、ZUO2、ZUO，STRAT、YOU1、YOU2均可控制START_zong。&

58、lt;/p><p>　　當(dāng)摁下屏幕上START時(shí)，編程完成7個(gè)任務(wù)即可，分別是:</p><p>　　startflag變量置1；</p><p>　　將flag1—flag6復(fù)位為0；</p><p>　　由startflag和flag1控功能塊（>=），以完成在第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)立即向左ZUO2折返；</p><p>

59、　?、苡蓅tartflag和flag1、flag2控功能塊（<=），以完成在第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)立即向右YOU1折返；</p><p>　?、萑缓蠓智闆r討論，以最終點(diǎn)大于point3還是小于point3為區(qū)分，可分為兩種情況：</p><p>　　最終點(diǎn)小于point3,則由startflag和flag3、flag2控功能塊（>=），以完成在第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)立即向左ZOU1折返，然后由st

60、artflag和flag3、flag4控功能塊（<=），以實(shí)現(xiàn)退回到原點(diǎn)處時(shí)，立即停止，此時(shí)激發(fā)的是STOP3。</p><p>　　最終點(diǎn)大于point3,則由startflag和flag5、flag2控功能塊（>=），以完成在第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)仍然保持右行YOU2，然后由startflag和flag5、flag6控功能塊（>=），以實(shí)現(xiàn)到達(dá)終點(diǎn)目標(biāo)位置時(shí)，立即停止，此時(shí)激發(fā)的是STOP2。<

61、/p><p>　?、迣置1，控制計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；</p><p>　　⑦由flag1控制MOV，將第一段內(nèi)的計(jì)時(shí)時(shí)間dispalytime2賦給time1；由flag1、flag2控制MOV，將第二段內(nèi)的計(jì)時(shí)時(shí)間（dispalytime2-time1）賦給time2；由flag2、flag3、flag5控制MOV，將第三段內(nèi)的計(jì)時(shí)時(shí)間（dispalytime2-time1-time2）賦給t

62、ime3；由flag3、flag4、flag5、flag6控制MOV，將第四段內(nèi)的計(jì)時(shí)時(shí)間（dispalytime2-time1-time2-time3）賦給time4；通過(guò)此程序組實(shí)現(xiàn)在折返點(diǎn)處將每一時(shí)刻的計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)定格在屏幕上；</p><p>　　當(dāng)摁下屏幕上STOP鍵時(shí)，編程完成4個(gè)任務(wù)即可，分別是：</p><p>　　startflag復(fù)位為0；</p><p

63、>　　將a置0，此時(shí)計(jì)時(shí)器使能端為0，計(jì)時(shí)器清零；</p><p>　　通過(guò)MOV將0賦值給time1/2/3/4，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器全部歸0；</p><p>　　④STOP2、STOP3、STOP、STOP4均可控制stop_zong，實(shí)現(xiàn)電機(jī)停止。</p><p>　　當(dāng)摁下gohome鍵，編程完成3個(gè)任務(wù)即可，分別是：</p><p>

64、　　將a置0，此時(shí)計(jì)時(shí)器使能端為0，計(jì)時(shí)器清零；</p><p>　　通過(guò)MOV將0賦值給time1/2/3/4，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器全部歸0；</p><p>　　引入變量FLAG8，將其置1，然后由FLAG8控制功能塊（<=）,以實(shí)現(xiàn)退回到原點(diǎn)處時(shí)，立即停止，此時(shí)激發(fā)的是STOP4。</p><p><b>　　題目程序：見附錄</b><

65、/p><p><b>　　2.3.3第三題</b></p><p>　　解題思路：將RA功能塊中直接控制電機(jī)的啟動(dòng)設(shè)為START_zong,停止設(shè)為STOP_zong, setfwd設(shè)為YOU，setrev設(shè)為ZUO。屏幕上的變量按鍵分別對(duì)用梯形圖中的變量START啟動(dòng),STOP停止,gohome回原點(diǎn),_location當(dāng)前位置,frequency頻率，point1/2

66、/3/4為4個(gè)輸入點(diǎn)，speed1/2/3為3個(gè)點(diǎn)處的速度百分比，speednow1/2/3為滑塊經(jīng)過(guò)三點(diǎn)的速度值，speednow為全程各個(gè)時(shí)刻的速度值，displaytime2為全程計(jì)時(shí)時(shí)間。</p><p>　　一旦PLC運(yùn)行，程序就需完成以下任務(wù)：</p><p>　　通過(guò)減法器指令減去0.5，將point1/2/3分別變?yōu)閜oint_1/_2/_3，此步驟的目的是把要減速的點(diǎn)向前

67、推進(jìn)0.5，使在規(guī)定點(diǎn)前0.5處開始減速；</p><p>　　通過(guò)微分器，輸入當(dāng)前位置和一個(gè)短時(shí)間，輸出即可得到當(dāng)前的滑塊速度，注意此處的速度為全程各個(gè)時(shí)刻的速度值；；</p><p>　　通過(guò)（>=）指令，實(shí)現(xiàn)當(dāng)當(dāng)前位置大于各個(gè)指定點(diǎn)時(shí)，flag置1，當(dāng)滑塊位置在7,14,21時(shí)，分別置flag6,7,8，為1；</p><p>　?、苋缓笥筛鱾€(gè)flag控

68、制MOV指令，將各個(gè)時(shí)刻的speednow賦值給speednow1/2/3，以實(shí)現(xiàn)定格在屏幕上。</p><p>　　當(dāng)摁下屏幕上START時(shí)，編程完成7個(gè)任務(wù)即可，分別是:</p><p>　　startflag置1；</p><p>　　YUO+START_Zong（線圈跟隨）；</p><p>　　引入變量a，且置1，控制計(jì)時(shí)器工作；&

69、lt;/p><p>　?、苡蓅tartflag控制(>=)和（<=）和乘法器，以實(shí)現(xiàn)在各個(gè)點(diǎn)處的速度給定為50赫茲乘以一個(gè)百分比，從而完成減速“跨欄跑”，很明顯，此處程序組需要由3段組成，分別設(shè)定每個(gè)點(diǎn)附近的速度值；</p><p>　?、萦蓅tartflag和flag5控制(>=)，以實(shí)現(xiàn)到達(dá)終點(diǎn)目標(biāo)位置時(shí)，立即停止，此時(shí)激發(fā)的是stop3;</p><

70、p>　?、抻蓅tartflag和flag2/3/4控制MOV，實(shí)現(xiàn)在非減速段，滑塊以最大頻率50赫茲運(yùn)行，到達(dá)運(yùn)行時(shí)間最短；</p><p>　?、咭晦鬝TART,將flag5/6/7/8置0。</p><p>　　當(dāng)摁下屏幕上STOP鍵時(shí)，編程完成5個(gè)任務(wù)即可，分別是：</p><p>　　startflag復(fù)位為0；</p><p>

71、;　　將a置0，此時(shí)計(jì)時(shí)器使能端為0，計(jì)時(shí)器清零；</p><p>　　通過(guò)MOV將0賦值給displaytime2，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器全部歸0；</p><p>　?、躍TOP2、stop3、STOP均可控制stop_zong，實(shí)現(xiàn)電機(jī)停止;</p><p>　　⑤通過(guò)MOV將0賦值給speednow1/2/3，實(shí)現(xiàn)速度顯示全部歸0。</p><p&g

72、t;　　當(dāng)摁下gohome鍵，編程完成3個(gè)任務(wù)即可，分別是：</p><p>　　START_Zong和ZUO同時(shí)線圈跟隨，以此達(dá)到摁下gohome，立即反向啟動(dòng)的目的；</p><p>　　將a置0，此時(shí)計(jì)時(shí)器使能端為0，計(jì)時(shí)器清零；</p><p>　　通過(guò)MOV塊將0賦給屏幕上的計(jì)時(shí)顯示時(shí)間變量displaytime2;</p><p>

73、;　　④引入標(biāo)志變量FLAG1，將其置1，然后由FLAG1控制功能塊（<=）,以實(shí)現(xiàn)退回到原點(diǎn)處時(shí)，立即停止，此時(shí)激發(fā)的是STOP2；</p><p>　?、萃ㄟ^(guò)MOV將0賦值給speednow1/2/3，實(shí)現(xiàn)速度顯示全部歸0。</p><p><b>　　題目程序：見附錄。</b></p><p>　　2.4實(shí)驗(yàn)效果的觀測(cè)與分析<

74、/p><p>　　2.4.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)一中，各功能均順利實(shí)現(xiàn)，停止點(diǎn)誤差約為0.01~0.08；</p><p>　　實(shí)驗(yàn)二中，各功能均順利實(shí)現(xiàn)，在四個(gè)折返點(diǎn)均可正常折返，計(jì)時(shí)功能也可正常運(yùn)行，停止點(diǎn)誤差約為0.01~0.06；</p><p>　　實(shí)驗(yàn)三中，各功能均順利實(shí)現(xiàn)，在三個(gè)跨欄點(diǎn)處的速度偏差較小，停止點(diǎn)誤差約

75、為0.04~0.08。</p><p>　　2.4.2數(shù)據(jù)誤差分析</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的誤差主要由以下幾個(gè)因素引起：</p><p>　　滑塊及絲桿系統(tǒng)的本身機(jī)械誤差；</p><p>　　整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；</p><p>　　程序不夠合理引來(lái)的誤差（比如有些瞬時(shí)的上升沿或者下降沿會(huì)帶來(lái)

76、不準(zhǔn)確因素）；</p><p>　　PLC程序運(yùn)行時(shí)的掃描順序也會(huì)對(duì)程序的準(zhǔn)確度帶來(lái)影響，從而影響系統(tǒng)的誤差；</p><p>　　在設(shè)定HSC計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，滑塊每前進(jìn)1cm，計(jì)數(shù)脈沖增加多少，此過(guò)程測(cè)量值會(huì)因?yàn)樵O(shè)備、人為讀數(shù)等方面因素造成很大的誤差，造成_localtion當(dāng)前位置誤差較大，從而影響到后續(xù)一系列程序的最終結(jié)果；</p><p>　　第三小題中，到指定

77、位置的速度為50乘以相應(yīng)百分比，所測(cè)得速度與滑塊的最大速度進(jìn)行比較，判斷誤差，而最大速度的測(cè)定方法為，讓滑塊以給定頻率50赫茲運(yùn)行，看滑塊從頭到尾所用時(shí)間，二者相除即可得到最大速度。那么可以看出，在這個(gè)過(guò)程中，一定會(huì)存在很多誤差。例如計(jì)時(shí)器是否能夠準(zhǔn)確停止，滑塊是真的從頭到尾，還是被堵轉(zhuǎn)在終點(diǎn)，等等，因此所帶來(lái)的誤差必然比較大。</p><p><b>　　2.5實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤</b></p

78、><p>　　2.5.1錯(cuò)誤的產(chǎn)生</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中共出現(xiàn)了三次較為嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤，其中兩個(gè)為系統(tǒng)硬件方面遇到問(wèn)題，另一個(gè)為程序編寫方面遇到的問(wèn)題。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)第一天發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)后，滑塊在達(dá)到最終點(diǎn)（絲桿末端）后，此時(shí)再次按</p><p>　　回原點(diǎn)，滑塊靜止不動(dòng)。</p><p&g

79、t;　　實(shí)驗(yàn)第三天，發(fā)現(xiàn)滑塊無(wú)論如何都不動(dòng)作，變頻器也沒有在正常運(yùn)行的狀態(tài)，在無(wú)數(shù)次重新下載和修改程序后，系統(tǒng)依然無(wú)法運(yùn)行，錯(cuò)誤持續(xù)了整整一早上。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)前三天，無(wú)論如何都無(wú)法完成第一題的程序，最終程序還少一個(gè)回原點(diǎn)功能，不能完成程序的原因在于無(wú)法理清楚各個(gè)功能鍵的關(guān)系，總是動(dòng)一發(fā)而前全身，嘗試了很多次依然沒有找到好的解決方案，錯(cuò)誤持續(xù)2天。</p><p>　　2.5.

80、2錯(cuò)誤的解決</p><p>　　上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤都是為比較嚴(yán)重的，是妨礙我們順利完成課設(shè)的幾道坎，不過(guò)也正是這幾個(gè)問(wèn)題讓我受益匪淺，錯(cuò)誤的解決有的靠老師，有的靠學(xué)長(zhǎng)，還有自己?jiǎn)柾瑢W(xué)摸索出來(lái)的，好在最終都解決了，各個(gè)問(wèn)題對(duì)應(yīng)的解決方案如下。</p><p>　　滑塊在到達(dá)絲桿末端時(shí)，若不能及時(shí)停止，而是已經(jīng)堵轉(zhuǎn)了一會(huì)兒，那么在此反向運(yùn)行時(shí)，只有絲桿轉(zhuǎn)向改變而滑塊不會(huì)運(yùn)行，經(jīng)發(fā)現(xiàn)是滑

81、塊被稍稍卡住了，此時(shí)用手輕輕撥動(dòng)滑塊，即可繼續(xù)正常反向運(yùn)行。</p><p>　　第二個(gè)錯(cuò)誤真的是浪費(fèi)了一早上的時(shí)間，嘗試了各種各樣的方法都不奏效，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)是桌子上的急停按鈕被人摁下，以及HSC配置出現(xiàn)錯(cuò)誤，兩個(gè)因素導(dǎo)致根本無(wú)法啟動(dòng)變頻器和滑塊。解決時(shí)，我將急停按鈕旋出。然后將HSC中的hsc_sts和hsc_info兩個(gè)變量刪除，至此問(wèn)題順利解決。</p><p>　　此問(wèn)題其實(shí)不僅是

82、第一小題的問(wèn)題，而是所有題目程序編寫中都要遇到的問(wèn)題。為了區(qū)分不同的按鍵功能，使它在完成一個(gè)按鍵所對(duì)應(yīng)得功能時(shí)不會(huì)對(duì)其他按鍵對(duì)應(yīng)的功能產(chǎn)生影響，必須要引入間接變量。例如，不能用start或者stop直接去控制RA塊中的啟動(dòng)和停止，因?yàn)檫@樣必然就會(huì)出現(xiàn)混亂，而為了區(qū)分，解決邏輯更時(shí)特別麻煩。所以，我們引入一個(gè)變量start_zong，stop_zong用它們?nèi)タ刂普娴碾姍C(jī)啟停，而它們又分別由其他start和stop去控制，這樣就可以實(shí)現(xiàn)，

83、在某一處我需要停止時(shí)，只是單純激發(fā)了stop_zong，實(shí)現(xiàn)了停止功能，而不會(huì)引起其他的程序的運(yùn)行。</p><p><b>　　3結(jié)論</b></p><p><b>　　3.1實(shí)驗(yàn)改進(jìn)</b></p><p>　　3.1.1發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題</p><p>　　實(shí)驗(yàn)誤差較大，因?yàn)闆]有引入PID算法，尤

84、其是第三小題，只有引入PID算法才能使指定點(diǎn)的速度準(zhǔn)確且滿足全程運(yùn)行時(shí)間最短（不能因?yàn)樽非笏俣葴?zhǔn)確，而在指定前很遠(yuǎn)處就開始減速，這樣做不滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求）。</p><p><b>　　3.1.2改進(jìn)方案</b></p><p>　　加入IPID功能塊，通過(guò)使用 IPIDController 函數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的一般步驟在前面部分已經(jīng)詳細(xì)介紹，下文會(huì)重點(diǎn)說(shuō)明如何完成自

85、動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程中的P、I、D增益參數(shù)的配置（包括理論和實(shí)際兩個(gè)方面）。</p><p>　　理論知識(shí)—根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)我們知道PID的調(diào)節(jié)方法以及其各個(gè)參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)輸出的影響，這里總結(jié)如下：</p><p><b>　　負(fù)反饋</b></p><p>　　自動(dòng)控制理論也被稱為負(fù)反饋控制理論。首先檢查系統(tǒng)接線，確定系統(tǒng)的反饋為負(fù)反饋。例如電機(jī)調(diào)速

86、系統(tǒng)，輸入信號(hào)為正，要求電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，反饋信號(hào)也為正（PID算法時(shí)，誤差=輸入-反饋），同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，反饋信號(hào)越大。其余系統(tǒng)同此方法。</p><p><b>　　PID一般表達(dá)式</b></p><p>　　PID模擬算法：U(t)=P*[e(t)+ 1/Ti*∫0te(t)dt+Td*de(t)/dt] （1）</p>&l

87、t;p>　　PID數(shù)字算法：U(K)=P*{[e(K)-e(K-1)+Ts/Ti*e(K-1)+Td/Ts*[e(K)-2e(K-1)+e(K-2)]]}+ U(K-1)（2）</p><p>　　其中P為比例增益；Ti為積分時(shí)間常數(shù)；Td為微分時(shí)間常數(shù)；PID調(diào)節(jié)器要調(diào)節(jié)的也就是這三個(gè)參數(shù)。e(t)為輸入誤差；Ts為數(shù)字PID運(yùn)算的采樣周期。</p><p><b>　　

88、PID調(diào)試一般原則</b></p><p>　　a.在輸出不振蕩時(shí)，增大比例增益P。</p><p>　　b.在輸出不振蕩時(shí)，減小積分時(shí)間常數(shù)Ti。</p><p>　　c.在輸出不振蕩時(shí)，增大微分時(shí)間常數(shù)Td。</p><p><b>　　一般步驟</b></p><p><b

89、>　　a.確定比例增益P</b></p><p>　　確定比例增益P 時(shí)，首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，一般是令Ti=0、Td=0（具體見PID的參數(shù)設(shè)定說(shuō)明），使PID為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許的最大值的60%~70%，由0逐漸加大比例增益P，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過(guò)來(lái)，從此時(shí)的比例增益P逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失，記錄此時(shí)的比例增益P，設(shè)定PID的比例增益P為當(dāng)前值的60%~70%。

90、比例增益P調(diào)試完成。</p><p>　　b.確定積分時(shí)間常數(shù)Ti</p><p>　　比例增益P確定后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù)Ti的初值，然后逐漸減小Ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，之后在反過(guò)來(lái)，逐漸加大Ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的Ti，設(shè)定PID的積分時(shí)間常數(shù)Ti為當(dāng)前值的150%~180%。積分時(shí)間常數(shù)Ti調(diào)試完成。</p><p>　　c.確定積分時(shí)間常數(shù)

91、Td</p><p>　　積分時(shí)間常數(shù)Td一般不用設(shè)定，為0即可。若要設(shè)定，與確定 P和Ti的方法相同，取不振蕩時(shí)的30%。</p><p>　　d.系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào)，再對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，直至滿足要求。</p><p>　　P:Kc增大,系統(tǒng)余差減小,但不能消失.隨著Kc的增大,相應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程由 不振蕩變?yōu)榕R界振蕩或衰減振蕩.</p>&l

92、t;p>　　I:積分作用能消除余差.Ti小表示積分作用強(qiáng),積分作用越強(qiáng),過(guò)渡過(guò)程的振蕩越劇烈.</p><p>　　D:在比例作用的基礎(chǔ)上增加微分作用將使系統(tǒng)的過(guò)度過(guò)程的振蕩程度降低,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性.但微分作用不能太強(qiáng).即Td不能太大.否則會(huì)因反應(yīng)速度太快引起系統(tǒng)劇烈振蕩</p><p>　　實(shí)際操作—在實(shí)際配置參數(shù)過(guò)程中，我根據(jù)的方法主要是“試湊法”，且只配置了PI參數(shù)。首先根

93、據(jù)經(jīng)驗(yàn)填入比例參數(shù)，然后根據(jù)滑塊運(yùn)行效果適當(dāng)改變K值，同時(shí)嘗試引入I參數(shù)，每次更新參數(shù)后，都要根據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的一般步驟重新來(lái)一遍，直到觀測(cè)到誤差基本在允許范圍內(nèi)且效果較好，就可以固定PI參數(shù)了。</p><p><b>　　3.2實(shí)驗(yàn)基本結(jié)論</b></p><p>　　采用合適的PID算法可以在很大程度上減小穩(wěn)態(tài)誤差、提高動(dòng)態(tài)性能，對(duì)整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”指

94、標(biāo)均帶來(lái)一定的好處。PID三個(gè)參數(shù)要綜合考慮，一般先將I,D設(shè)為0，調(diào)好P,達(dá)到基本的響應(yīng)速度和誤差，再加上I,使誤差為0，這時(shí)再根據(jù)實(shí)際情況考慮是否需要再加入D,總之三個(gè)參數(shù)要反復(fù)調(diào)試，最終達(dá)到較好的結(jié)果。</p><p>　　3.3梯形圖編程技巧收獲</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)編程的學(xué)習(xí)，讓我在PLC梯形圖的編程方面有了很大的進(jìn)步。對(duì)梯形圖編程的主要感悟和理解有以下幾條：&l

95、t;/p><p>　　永遠(yuǎn)不要偷懶，如果自己的思維邏輯沒那么強(qiáng)，那就乖乖多設(shè)幾個(gè)變量，中間變量能夠幫助你只去控制要完成部分的程序，從而不會(huì)牽扯到其他程序段，引起邏輯混亂，這一點(diǎn)真的很重要。例如我們?cè)诖舜尉幊虝r(shí)，屏幕上的START和真正控制電機(jī)的啟動(dòng)的并不是一個(gè)變量，而是由其間接控制；</p><p>　　深刻體會(huì)到了線圈的跟隨作用。這個(gè)跟隨作用聽起來(lái)容易，但未必能真正理解，在實(shí)際編程時(shí)，往往簡(jiǎn)

96、單的線圈就可以完成，而我們就會(huì)想復(fù)雜，想著怎么置位，然后又處心積慮想著怎么復(fù)位，往往使程序復(fù)雜化了。線圈的跟隨作用適用于像電機(jī)啟動(dòng)或者左右方向的這類變量的控制，因?yàn)樗恍枰幌轮?就可以一直保持運(yùn)行，而線圈的跟隨又會(huì)同時(shí)具有跟隨后自己復(fù)位的功能。</p><p>　　有一個(gè)置位S就必須有復(fù)位R。真的在開始編程時(shí)沒注意這個(gè)法則，導(dǎo)致程序功能紊亂不說(shuō)，很多程序甚至是一次性程序，所以必須遵循這個(gè)法則。</p>

97、;<p><b>　　3.4心得感悟</b></p><p>　　三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，此次課程社會(huì)真的學(xué)會(huì)了很多東西，即使做得不那么圓滿，但也讓我對(duì)PLC甚至自動(dòng)化專業(yè)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作

98、，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)生涯的重要組成部分，尤其是對(duì)于我們學(xué)習(xí)自動(dòng)化學(xué)科有著很大的幫助。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程．”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮

99、中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　我們?cè)谡n上學(xué)習(xí)到的全部是理論知識(shí)，課程設(shè)計(jì)正好可以將我們所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際。在直流控制系統(tǒng)的課上，我們學(xué)習(xí)了有關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)和PID調(diào)節(jié)的一些知識(shí)，在課堂上由于學(xué)習(xí)的比較倉(cāng)促，再加上沒有系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，導(dǎo)致理論知識(shí)比較匱乏。但在這次課程設(shè)計(jì)中，我深刻體會(huì)到了自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程，以及控制系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)。錢老師讓我們做三道題目,目的就是為了讓我們了解控制系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)。

100、平時(shí)總生活在書本上的東西也一下間出現(xiàn)在了我們面前，PLC、變頻器、并且對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的各個(gè)軟件，我們可謂是大開眼界。之后學(xué)長(zhǎng)親自教授了我們有關(guān)各個(gè)軟件的基本使用方法。通過(guò)老師出的若干個(gè)讓我們?cè)O(shè)計(jì)的題目，我們鞏固了對(duì)這幾款軟件的理解。也對(duì)我們接下來(lái)調(diào)節(jié)PID參數(shù)打好了基礎(chǔ)。在進(jìn)行梯形圖編程時(shí)，我有充分體驗(yàn)到了團(tuán)隊(duì)力量的偉大。每個(gè)人都有所擅長(zhǎng)和有所不擅長(zhǎng)，但是只要將每人所擅長(zhǎng)的部分融合在一起就是成功。大家在一起集思廣益，小組之間也互

101、相討論，相互指點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)的力量總是可以事半功倍。</p><p>　　在此特別感謝我們的老師和學(xué)長(zhǎng)。老師們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，而學(xué)長(zhǎng)們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪；這次課設(shè)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師和學(xué)長(zhǎng)的細(xì)心指導(dǎo)。謝謝你們嚴(yán)謹(jǐn)又寬容的態(tài)度，幫助我很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)，再次表達(dá)衷心的感謝！</p><p><b>

102、　　4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王玉鐸.可編程控制器特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技傳播.2013.(20):214+145.</p><p>　　[2] 王建輝 顧樹生.自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京.清華大學(xué)出版社.2007</p><p>　　[3] 羅克韋爾工程師.850編程手冊(cè)，</p><p>　　http://

103、literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/2080-um002_-zh-e.pdf</p><p>　　[4]王敏. PID調(diào)節(jié)及參數(shù)整定[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009,(31):57.</p><p><b>　　5附錄</b></p><p>

104、<b>　　屏幕截圖：</b></p><p><b>　　程序：</b></p><p><b>　　第一題定位跑：</b></p><p><b>　　第二題折返跑：</b></p><p><b>　　第三題跨欄跑：</b>&l