印度D138-002-001

数字输入输出模块
数字量输入输出信号就是开关量信号，1或者0， 模拟量信号，有2种，电压或者电流信号 ，一般是变送器传过来的信号，比如用压力变送器检测水管压力，它会输出一个模拟信号4--20ma 或者 0-10V的信号给PLC，PLC来进行数据处理。 开关量输入点(DI),处理开关量输入信号. 模拟量输入点(AI),处理模拟量输入信号(0-20mADC,0-5VDC). 电阻信号(含热电阻)输入点,处理热电阻或一般电阻信号. 高速脉冲输入点,处理高速脉冲信号. 电压(含热电偶)输入点,处理电压输入或热电偶信号. 还有通讯,用于和上位机交换数据或控制下级控制器仪表驱动器等
根据现场输入信号的不同，可将输入模块分为开关量输入模块和模拟量输入模块。 开关量输入模块的作用是把各种开关信号变成CPU所需的TTL标准信号。按输入端电源类型，又可将其为直流输入模块和交流输入模块。输入信号经分压、限流、滤波后再通过光电耦合转换成TTL（5V）标准信号。 模拟量输入模块的作用是把现场连续变化的模拟量信号如温度、流量、电流、电压等转换成CPU能够处理的若干位数字信号。模拟量输入电路一般由运放变换、模转换（A/D）、光电隔离等组成。 PLC输入、输出模块的种类：数字输入DI,数字输出DO,模拟量输入AI，模拟量输出AO。 数字的输入输出一般都是24V的. 模拟量的2类4种量,2类分别是电压型和电流型.电压型有0-10V和-10到10V.电流型主要有4-20MA,0-20MA.然后模块再通过A/D转换,把模拟量转换成+32767~-32768之间的数,然后再实行控制。 信号模板的作用是把各种过程i/o信号进行转换.把输入的各种信号转换成数字量,便于plc识别,处理和分析.把输出转换成模拟量给各种调节机构去执行,或将输出转换成2位式do量,去控制一些设备如启动停止、接通和断开等
根据现场输入信号的不同，可将输入模块分为开关量输入模块和模拟量输入模块。

控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
控制系统其实从20世纪40年代就开始使用了，早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。以PLC和DCS为代表，从70年****始应用以来，在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展。从90年****始，陆续出现了现场总线控制系统、基于PC的控制系统等，将简要介绍各种常见的控制系统，并分析控制系统的演进过程和发展方向。
70年代中期，由于设备大型化、工艺流程连续性要求高、要控制的工艺参数增多，而且条件苛刻，要求显示操作集中等，使已经普及的电动单元组合仪表不能完全满足要求。

在以后的近30年间，DCS先与成套设备配套，而后逐步扩大到工艺装置改造上，与此同时，也分成大型DCS和中小型DCS两类产品，使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破，但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变，共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为代产品，80年代中期至90年代前期为第二代产品，90年代中期至21世纪初为第三代产品。
DCS系统中，控制站作为一个完整的计算机，它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备，以及过程输入/输出（PI/O），包括信号变换与信号调理，A/D、D/A转换。控制站是整个DCS的基础，它的可靠性和安全性为重要，死机和控制失灵的现象是不允许的，而且冗余、掉电保护、抗干扰、构成防爆系统等方面都应很有效而可靠，才能满足用户要求。
关于DCS控制站的系统软件，包括实时操作系统、编程语言及编译系统、数据库系统、自诊断系统等，只是完善程度不同而已。

PLC通常根据CPU所带的I/O点数的规模分为微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。各种规模分类标准如附表所示。
一套典型的PLC通常包括CPU模块、电源模块和一些输入/输出模块，这些模块被插在一块背板上。如果配置增加，可能会包括一个操作员界面、监控计算机、通讯模块、软件以及一些可选的特殊功能模块。可编程控制器不仅容易安装，占用空间小，能源消耗小，带有诊断指示器可以帮助故障诊断，而且可以被重复使用到其它的项目中去。尽管有PLC的功能，如运行速度、接口种类、数据处理能力已经获得了很大的提高，但PLC一直保持了其初设计的原则，那就是简单至上的原则。
·采用新的的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间;·小型的、低成本的PLC，可以代替四到十个继电器;

电源供应电路:电源供应电路部分电路是向整个电路板中各个单元电路提供能量的一部分电路，它工作在高电压、大电流的环境下，是容易出故障的一部分电路。
电源供应电路的功用是:将220VAC或380VAC交流电转换成电路板所需的各种不同等级、输出电压恒定的+5V. 12V. 15V. 18V. 24V等级别的直流电。
输入接口电路:输入接口电路是电路板和外界进行信息交换和沟通的一部分电路，它可以将人们想要对电路板所说的话或要办的事转化成电路板中微处理器能够识别的电信号。例如:我们在监控温度高低时，你如果用咱们平常人与人交流的语言说给微处理器听，温度高了，请把它调低一一些， 微处理是听不懂咱们说的话的，这时，我们可以通过接口电路先用热敏电阻或热电偶元件将温度信号转成电信号，然后在对所转换出电信号进行处理，就可以得到微处理器可以识别的电信号了。这样的话微处理器明白了我们要它处理的事项后，他就可以按照我们的意图去做了。其它的像光照度、压力、风力、液位、位置、等信号都是同样道理。
输入接口电路的功能是:将人们想要对电路板所说的话或要办的事转化成电路板中微处理器能够识别的电平信号。

PLC是采用"顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步号(或地址号)作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。然后重新返回条指令,开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段:以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶。PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的式(继电器、晶体管或晶闸管)输出，驱动相应输出设备工作。PLC的工作过程，PLC的运行方式初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的:
(1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电,该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。
(2)PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，等扫描到该触点时才会动作。

系统服务器主要负责对域内系统数据的集中管理和监视，包括报警、日志、事故追忆等事件的捕捉和记录管理，并为域内其它各站的数据请求（包括实时数据、事件信息和历史记录）提供服务和为其它域的数据请求提供服务。运行系统以系统服务器为中心，完成所有功能。系统服务器还提供二次数据处理和历史数据管理和存档功能。
现场控制站是DCS系统实现数据采集和过程控制的重要站点，主要完成数据采集、工程单位变换、控制算法处理、输出控制、通过系统网络将数据和诊断结果传送到系统服务器等功能

电动汽车中的空调系统完成多重任务，即确保乘客的热舒适性和调节电池。本文提出了四种基于模型的空调系统控制方法。比较了这两种方法跟踪期望参考值、抑制干扰和避免饱和效应的能力。
反馈控制器、分散比例积分控制策略和集中线性二次积分控制策略。另外两种方法在两自由度控制结构中将反馈控制器与基于逆的前馈控制器相结合。此外，这四个概念由汉努斯条件抗饱和机制补充。
所提出的四个控制器中的三个明确地考虑了多输入多输出系统的耦合，这允许的控制。

可编程逻辑控制器或 PLC 在当今的各种流程和制造行业中无处不在。PLC 初旨在取代机电继电器系统，以便为修改控制系统的操作提供更简单的解决方案。无需重新连接大量继电器，只需从 PC 或编程设备快速下载，即可在几秒钟内更改控制逻辑。PLC 是一种工业级数字计算机，旨在执行控制功能，尤其适用于工业应用。
今天的大多数 PLC 都是模块化的，允许用户添加各种功能，包括离散和模拟输入和输出、PID 控制、位置控制、电机控制、串行通信和高速网络。与继电器组等较旧的技术相比，PLC 更易于故障排除和维护、更可靠、更具成本效益且用途更广泛。Modicon 是“模块化数字控制器”的缩写，它既是1968 年发明的个 PLC 产品的名称，也是发明它的品牌，尽管现在归施耐德电气所有。
虽然它可能看起来不像典型的家用计算机，但 PLC 的核心与大多数人在日常生活中使用的计算机和智能设备中所见的技术完全相同。