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電氣控制原理圖一般是分為主電路和輔助電路兩部分。其中的主電路是電氣控制線(xiàn)路中大電流流過(guò)的部分，包括從電源到電機(jī)之間相連的電器元件。而輔助電路是控制線(xiàn)路中除了主電路以外的電路，其流過(guò)的電流比較小。

 

 

 

 

電氣控制原理圖：

 

 

 

 

1.分析主電路：無(wú)論線(xiàn)路設(shè)計(jì)還是線(xiàn)路分析都是先從主電路入手。主電路的作用是保證機(jī)床拖動(dòng)要求的實(shí)現(xiàn)。從主電路的構(gòu)成可分析出電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行電器的類(lèi)型、工作方式，起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、調(diào)速、制動(dòng)等控制要求與保護(hù)要求等內(nèi)容。

 

 

 

 

 

 

 

  2.分析控制電路：主電路各控制要求是由控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)用“化整為零”、“順藤摸瓜”的原則，將控制電路按功能劃分為若干個(gè)局部控制線(xiàn)路，從電源和主令信號(hào)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)邏輯判斷，寫(xiě)出控制流程，以簡(jiǎn)便明了的方式表達(dá)出電路的自動(dòng)工作過(guò)程。

 

 

 

 

3.分析輔助電路：輔助電路包括執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、電源顯示、參數(shù)測(cè)定、照明和故障報(bào)警等。這部分電路具有相對(duì)獨(dú)立性，起輔助作用但又不影響主要功能。輔助電路中很多部分是受控制電路中的元件來(lái)控制的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)：生產(chǎn)機(jī)械對(duì)于安全性、可靠性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)、控制方案外，在控制線(xiàn)路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。在電氣控制原理圖的分析過(guò)程中，電氣聯(lián)鎖與電氣保護(hù)環(huán)節(jié)是一個(gè)重要內(nèi)容，不能遺漏。

 

 

  5.總體檢查：經(jīng)過(guò)“化整為零”，逐步分析了每一局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法檢查整個(gè)控制線(xiàn)路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，以達(dá)到正確理解原理圖中每一個(gè)電氣元器件的作用。

 

 

 

 

總結(jié)：說(shuō)實(shí)話(huà)，要完全了解電氣控制原理圖還是需要很多知識(shí)來(lái)加強(qiáng)理解和鞏固的，畢竟還是業(yè)內(nèi)人員才能好理解一些。更多精彩內(nèi)容，歡迎大家關(guān)注美樂(lè)樂(lè)裝修網(wǎng)。

 

比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法

PID控制的難點(diǎn)在于整定控制器的參數(shù)。為了學(xué)習(xí)整定PID控制器參數(shù)的方法，必須做閉環(huán)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)環(huán)運(yùn)行PID程序沒(méi)有任何意義。用硬件組成一個(gè)閉環(huán)需要PLC的CPU模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊，此外還需要被控對(duì)象、檢測(cè)元件、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如可以用電熱水壺作為被控對(duì)象，用熱電阻檢測(cè)溫度，用溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓，用移相控制的交流固態(tài)調(diào)壓器作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

有沒(méi)有比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法呢？

在控制理論中，用傳遞函數(shù)來(lái)描述被控對(duì)象、檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和PID控制器。

被控對(duì)象一般是串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的組合。在實(shí)驗(yàn)室可以用以運(yùn)算放大器為核心的模擬電路來(lái)模擬廣義的被控對(duì)象（包括檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的傳遞函數(shù)。我曾將這種運(yùn)放電路用于S7-200和S7-1200的PID參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)。

用運(yùn)算放大器模擬被控對(duì)象一般需要做印刷電路板，還是比較麻煩。有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方法呢？

除了用運(yùn)算放大器來(lái)模擬被控對(duì)象的傳遞函數(shù)，也可以用PLC的程序來(lái)模擬。為此我編寫(xiě)了用來(lái)模擬被控對(duì)象的S7-200的子程序，它也可以用于S7-200 SMART。使用模擬的被控對(duì)象的PID閉環(huán)示意圖如下圖所示，虛線(xiàn)右邊是被控對(duì)象，DISV是系統(tǒng)的擾動(dòng)輸入值。虛線(xiàn)左邊是PLC的PID控制程序。

 

 

 

被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為3個(gè)串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)，其增益為GAIN，3個(gè)慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)分別為T(mén)IM1～TIM3。其傳遞函數(shù)為

 

數(shù)學(xué)模型為3個(gè)串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)

 

分母中的“s”為自動(dòng)控制理論中拉普拉斯變換的拉普拉斯算子。將某一時(shí)間常數(shù)設(shè)為0，可以減少慣性環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)。圖中被控對(duì)象的輸入值INV是PID控制器的輸出值。被控對(duì)象的輸出值OUTV作為PID控制器的過(guò)程變量（反饋值）PV。

下圖是模擬被控對(duì)象的子程序，實(shí)際上只用了兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)分別為5000ms和2000ms。用與PID的采樣周期相同的定時(shí)中斷時(shí)間間隔來(lái)調(diào)用這個(gè)子程序。

 

圖中被控對(duì)象的輸入值INV是PID控制器的輸出值

 

下圖是用來(lái)監(jiān)視PID回路運(yùn)行情況的STEP 7-Micro/WIN的PID調(diào)節(jié)控制面板，可以用它進(jìn)行PID參數(shù)自整定或手動(dòng)調(diào)節(jié)PID參數(shù)的實(shí)驗(yàn)。標(biāo)有PV（即被控量）的是過(guò)程變量的階躍響應(yīng)曲線(xiàn)。

 

STEP 7-Micro/WIN的PID調(diào)節(jié)控制面板

 

將上圖中的積分時(shí)間由0.03min（分鐘）增大到0.12min，下圖的超調(diào)量有明顯的減小。通過(guò)修改PID的參數(shù)，觀察被控量階躍響應(yīng)曲線(xiàn)給出的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間等特征量的變化情況，可以形象直觀、快速地學(xué)習(xí)和掌握PID參數(shù)的整定方法。