可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例

出版时间：2008-3  出版社：霍罡、 曹辉 高等教育出版社 (2008-03出版)  作者：霍罡，曹辉 著  页数：142  
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前言

可编程序控制器（PLC）是综合了计算机技术、自动化控制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、操作灵活、编程简便以及适合于工业环境等一系列优点，在工业自动化、过程控制、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现代工业控制的三大支柱之一。本书编者是2005年北京市级精品课程“可编程序控制器”的主讲教师，是中国劳动和社会保障部聘请的《可编程序控制系统设计师国家职业标准》的起草专家组成员，曾主持天津一汽丰田汽车厂空调控制系统程序设计等多项实际项目，主编的《可编程序控制器系统原理及应用》一书被评为2006年北京市高等教育精品教材。本书以OMRON（欧姆龙）公司生产的CPlH型和CJlH型PLC为典型机型，从案例出发，讲述PLc模拟量输入／输出单元的基本原理和使用方法，数字滤波、量程变换和PID算法的编程方法。本书在案例讨论时，采用CP1H和CJ1H型PLC的地址编写梯形图，读者可视使用的PLC机型稍作调整，或在培训教师的指导下完成。全书共分3个案例。案例1模拟量输入数据采集，介绍PLC的模拟量输入单元工作原理、使用方法及软件设置，量程变换与数字滤波的编程方法等内容，由霍罡、曹辉编写；案例2模拟量输出数据处理，介绍模拟量输出单元工作原理、使用方法及软件设置，量程逆变换与锯齿波发生器的编程实例，由霍罡编写；案例3 PLc温度控制系统设计，以某汽车厂装配车间空调系统为例，综合介绍控制系统的硬件构成，模拟量输入／输出配置，量程变换及PID算法等实际应用内容，并兼顾CPlH与CJlH型PLC的基础知识，由霍罡编写。全书由霍罡统稿，参加编写的还有樊晓兵、杭和平、解晗、罗维、高雪飞、李志娟、谢飞、杨玉稚。书中所有程序均已通过调试，便于读者对照使用。在本书编写中，欧姆龙自动化（中国）统辖集团、高等教育出版社给予了大力的支持和帮助；浙江机电职业技术学院戴一平老师提供了案例资料；厦门大学林育兹老师审阅了全书，提出了许多宝贵意见。

内容概要

　　《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》以OMRON公司生产的CP1H、CJ1H型可编程序控制器（PLC）为基本机型，结合编者的教学与工程实践经验，引用典型实例详细介绍了PLC模拟量输入／输出单元的基本原理和使用方法，数字滤波、量程变换和。PID算法的编程方法。借助此书，读者将循序渐进地掌握处理模拟量的典型方法，举一反三，触类旁通。

书籍目录

案例1 模拟量输入数据采集1.1 模拟量输入单元的配置1.1.1 CJ1W-AD081-V1单元的工作原理1.1.2 CJ1W-AD081-V1单元的使用方法1.2 量程变换1.2.1 标度指令SCL（194）的工作原理1.2.2 标度指令SCL（194）的应用实例1.2.3 标度2指令SCL2（486）的工作原理1.2.4 标度2指令SCL2（486）的应用实例1.3 数字滤波1.3.1 限幅滤波的原理1.3.2 限幅滤波的应用实例1.3.3 限幅滤波编程指令的使用方法1.3.4 算术平均值滤波的原理1.3.5 算术平均值滤波的应用实例1.3.6 算术平均值滤波编程指令的使用方法1.3.7 加权平均值滤波的原理1.3.8 滑动平均值滤波的原理1.3.9 滑动平均值滤波的应用实例1.3.10 字移位指令WSFT（016）的工作原理1.4 CJ系列PLC综述1.4.1 CJ系列PLC的系统特点与功能1.4.2 CJ系列PLC的基本结构与配置1.4.3 CJ系列PLC的I／O扩展1.4.4 CJ系列PLC的基本I／0单元1.4.5 CJ系列PLC的特殊I／0单元1.4.6 CJ系列PLC的存储器思考与练习案例2 模拟量输出数据处理2.1 模拟量输出单元的配置2.1.1 CJ1W—DA041单元的工作原理2.1.2 CJ1w—DA041单元的使用方法2.2 量程逆变换2.2.1 标度3指令SCL3（487）的工作原理2.2.2 标度3指令SCL3（487）的应用实例2.3 锯齿波发生器的程序设计2.3.1 PLC设计锯齿电压波发生器的步骤2.3.2 锯齿电压波发生器的编程实例2.3.3 锯齿电压波发生器编程指令的使用方法思考与练习案例3 PLC温度控制系统设计3.1 PLC回路控制方案概述3.2 空调系统流程及控制要求3.3 控制系统配置及I／O分配3.3.1 系统硬件配置3.3.2 I／O分配3.4 CP1H PLC模拟量输入／输出单元3.4.1 CP1H模拟量输入单元功能3.4.2 CP1H模拟量输入单元的工作原理3.4.3 CP1H模拟量输出单元功能3.4.4 CP1H模拟量输出单元的工作原理3.5 控制系统程序设计3.5.1 控制系统程序设计流程3.5.2 模拟量单元的软件设置3.5.3 量程换算3.5.4 PID算法3.5.5 PID算法编程实例3.5.6 自整定PID控制算法3.5.7 量程标度的标准化3.5.8 报警程序实例3.6 CP1H系列PLC综述3.6.1 CP1H PLC的基本结构与系统特点3.6.2 CPU单元3.6.3 CP1H PLC的输入／输出单元3.6.4 CP1H PLC的存储器3.6.5 CP1H PLC的I/O扩展单元思考与练习附录一 CPIH的开关量输入／输出规格（XAX）型附录二 CPIH扩展单元参考文献

章节摘录

插图：①数字滤波无需硬件，仅用一个计算过程，可靠性高，不存在阻抗匹配问题，尤其是数字滤波可以对频率很高或很低的信号进行滤波，这是模拟滤波器做不到的。②数字滤波是用软件算法实现的，多输入通道可用一个软件“滤波器”从而降低系统开支。③只要适当改变软件滤波器的滤波程序或运行参数，就能方便地改变其滤波特性，这对于低频、脉冲干搅、随机噪声等特别有效。常用的数字滤波器算法有限幅滤波法、中值判断法、算术平均值法、加权平均值滤波法、滑动平均值滤波法和复合滤波法等。本节采用PLC梯形图语言编程实现数字滤波，下面选择几种常用的滤波方法来介绍PLc编程方法。1.3.1  限幅滤波的原理由实际的工程实践可知，因被测对象惯性而导致的取样值变化速率是有限的，但当取样电路的误差与电磁干扰等因素可能使取样值出现起伏，且频率较高时，可以考虑通过数字滤波的方法消除。在实际过程中任何物理量的变化都需要一定的时间，因此相邻两次取样值之差△Y不应超过某一定值，当△Y，大于某一定值时，可以判断测量值肯定是某种因素引起的干扰，应将其剔除。

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《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》的知识结构严谨，强调实用性，可作为高等院校工业自动化、电气技术、机电一体化以及相关专业的教学用书，也可作为高职高专以及“可编程序控制系统设计师”职业资格的培训教材或自学用书，还可供有关工程技术人员参考。《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》在案例讨论时，采用CP1H和CJ1H型PLC的地址编写梯形图，读者可视使用的PLC机型稍作调整，或在培训教师的指导下完成。