信捷实验室考核题(3)

图中所示工作台上的电机为自带减速机的异步电机，其减速比为1:10，即电机轴转10圈，减速机的输出轴转1圈。该异步电机的额定转速为1430rpm。

图中旋转编码器为1024线。 2， 控制方案要求：

a, 将接近开关2作为原点，1和5分别为左右极限；无论设备处于何种工作状态，遇到左右极限时都必须停止且不可向超限的方向运行； b, 当工作台不在原点时（无论在原点左边还是右边），按下复位按钮，工作台回到原点；

若在原点，则复位按钮无效； c, 设手动、单步和自动模式，原点时自动、单步模式方可自由切换，手动模式任意模

式可切换。 d, 假定滚珠丝杠的丝距为5mm，工作台处于原点时，在自动模式下，按下启动按钮，

工作台以段速1向前（接近开关5的方向）运行40mm，然后再以段速2向前运行40mm，以此类推，走完160mm之后，停止3秒，然后快速返回原点；各段速度可通过触摸屏更改，单位为mm/s； e, 在单步模式下，每按一下启动按钮，工作台完成一步，第一步必须是在原点时才可

以启动；上一步完成之后，触发信号才有效，走完第四段之后，再按一次启动，工作台就回到原点； f, 手动模式下，无需设备处于原点就可以启动，可控制工作台的前进和后退，注意左

右极限即可； g, 无论设备处于何种工作模式，按下停止按钮时，设备都停止在当前位置，并且必须

要复位至原点，才能以自动或者单步模式再次启动；

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动作的简单时序如下：

3， 触摸屏设计要求

a, 显示设备当前的工作模式、状态，如前进、暂停、前进的段号、返回、停顿定时等等，工作台的移动速度，单位为mm/s，精确到0.1mm/s；

b, 各个模式下，实时显示工作台当前相对原点的位置，单位为mm，精确到0.1mm； c, 工作模式可通过触摸屏修改；

d, 所有的触发信号要可以通过外部按钮输入，也可以通过触摸屏输入；如：启动按钮，可用PLC的输入端子输入，也可以由触摸屏上的某一个按钮来输入；

e, 各段速度、返回速度、手动速度可设，设定值的单位为mm/s，精确到0.1mm/s。

4， 要点及方案提示：

a, 本题主要考察的是对PLC高级功能的应用，如通讯、高速计数、频率测量等；以及扩展模块的应用，如XC-E3AD4PT2DA、XC-E4AD2DA等。

b, 了解变频器及异步电机的基本原理与应用，熟悉PLC对变频器的各种控制方式； c, 了解旋转编码器等常用传感器的应用； d, 方案提示：

方案一：Modbus通讯来改变变频器的频率； 方案二：利用自由格式通讯来改变变频器的频率；

方案三：利用C语言功能块来编写自由格式通讯，以实现变频器频率的读写； 方案四：利用模拟量改变变频器的频率；

方案五：利用PLC控制触摸屏，由触摸屏通过通讯来改变变频器的频率； 销售人员完成一个方案，技术支持及系统集成人员完成其中三个方案（方案一、二、

四）研发人员可尝试用图块编程实现

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三、过程控制

1， 温度控制的系统构成图

通过加热圈加热，使恒温箱内的温度上升至目标温度并维持在目标温度。

图中就是最简温度控制系统的组成，温度传感器将温度信息反馈到温度模块，模块将模拟量信号（电阻或者电压等）转换成对应的温度信息并把该信息交给PLC进行控制计算（或者由模块本身完成控制计算），然后输出一个控制信号给固态继电器，固态继电器控制加热电源的通断，来控制加热的启停，由于存在向环境散热的过程，从而达到温度的动态平衡。在最理想的状态下，当加热圈加热的热量和向环境散发的热量相等时，温度最稳定。 2，控制要求：

a, 将温度目标设置在50.0℃；

b, 按自学习键，系统开始学习温度控制参数（P、I、D、采样时间等）；

c, 在自学习完成以后，按下加热键启动加热；通过触摸屏观察温度的变化，要求温度最终能够稳定在目标值附近，波动不可过大； d, 在保温过程中出现扰动，比如冷风，要求温度变化小并且能够快速恢复正常； e, 调整控温参数，记录每一组参数时的以下参数：

温度的上升时间：从当前温度上升至目标温度的90%所用的时间； 超调量：超调部分与目标值之比乘以100%；

调整时间：从加热开始到温度进入稳态误差带不再出来所用的时间，温度波动1.0℃

以内认为稳定； 稳态误差：稳定状态下的偏差，比如±0.8%。

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上图中的t1为上升时间，t2为调整时间。 3，触摸屏设计要求：

a, 要可以在触摸屏上设定温度目标值，并显示当前温度值，单位℃，精确到0.1℃； b, 温度相关的控制按钮和状态显示，如自学习键、加热键、控制信号状态等； c, 采集温度曲线，要能够清晰地观察温度的变化；显示上升时间、超调量、稳定时间、稳态误差； d, 温度控制参数要求可手动调节，包括采样周期、P、I、D等。 4，要点及方案提示：

a, 本题针对过程控制的一般应用进行学习和考核，要求熟练使用PLC本体的PID指令，以及扩展模块的PID功能；能够对过程量的数据进行简单的滤波、取最大最小值等处理； b, 了解PID控制理论，对PID各参数的作用要有实践层面的认识；

c, 可选方案：

方案一：PLC本体PID控制；

方案二：普通模块XC-E3AD4PT2DA 的PID功能控制； 方案三：XC-E6TCA-P的模块PID控制；

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