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控制系統(tǒng)的原理
控制系統(tǒng)意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構(gòu)或其他設備內(nèi)任何感興趣或可變的量。控制系統(tǒng)同時是為了使被控制對象達到預定的理想狀態(tài)而實施的?？刂葡到y(tǒng)使被控制對象趨于某種需要的穩(wěn)定狀態(tài)。
例如，假設有一個汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，汽車的速度是其加速器位置的函數(shù)。通過控制加速器踏板的壓力可以保持所希望的速度（或可以達到所希望的速度變化）。這個汽車驅(qū)動系統(tǒng)（加速器、汽化器和發(fā)動機車輛）便組成一個控制系統(tǒng)。
檢測輸出量（被控制量）的實際值；將輸出量的實際值與給定值（輸入量）進行比較得出偏差；用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得輸出量維持期望的輸出。
控制系統(tǒng)的分類
PLC分類
PLC種類 外觀 典型I/O點數(shù)范圍 典型應用
微型PLC 固定I/O點，磚塊式 <32點 替代繼電器，分布式I/O
小型PLC 磚塊式，模塊式 33-128點 工業(yè)機器開關控制和商業(yè)用途
中型PLC 模塊式，小機架 129-512點 復雜機器控制和一些分布式系統(tǒng)
大型PLC 大機架 >513點分布式系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)
PC插卡式PLC ISA或PCI總線卡式 >129點機器控制，監(jiān)控系統(tǒng)
PC兼容控制器 模塊式，大或小機架 >129點機器控制，監(jiān)控系統(tǒng)
1、按控制原理的不同，自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。
開環(huán)控制系統(tǒng)
在開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環(huán)控制系統(tǒng)中，基于按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統(tǒng)；由順序控制裝置、檢測元件、執(zhí)行機構(gòu)和被控工業(yè)對象所組成。主要應用于機械、化工、物料裝卸運輸?shù)冗^程的控制以及機械手和生產(chǎn)自動線。
閉環(huán)控制系統(tǒng)
閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統(tǒng)進行控制，可獲得比較好的控制性能。閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱反饋控制系統(tǒng)。
2、按給定信號分類，自動控制系統(tǒng)可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。
恒值控制系統(tǒng)
給定值不變，要求系統(tǒng)輸出量以一定的精度接近給定希望值的系統(tǒng)。如生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉(zhuǎn)速等自動控制系統(tǒng)屬于恒值系統(tǒng)。
隨動控制系統(tǒng)
給定值按未知時間函數(shù)變化，要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛(wèi)星的雷達天線系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)
給定值按一定時間函數(shù)變化。如程控機床。
控制系統(tǒng)的應用
控制系統(tǒng)已被廣泛應用于人類社會的各個領域。
工業(yè)方面
工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)在工業(yè)方面，對于冶金、化工、機械制造等生產(chǎn)過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應的控制系統(tǒng)。在此基礎上通過采用數(shù)字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)方面的應用包括水位自動控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機械的自動操作系統(tǒng)等。
PLC的誕生和發(fā)展
1968年，通用汽車公司的油壓部門確立了第一個可編程控制器的標準，他們的目的是消除既復雜又昂貴的繼電器控制系統(tǒng)。該設計規(guī)格需要固態(tài)系統(tǒng)和電腦技術(shù)，并要求能夠在工業(yè)環(huán)境中生存，也能夠方便地編程，并且可以重復使用。到1969年，第一個PLC誕生。當時稱為可編程控制器，英文是Programmable Controller，縮寫為PC。
由于第一代PLC是為了取代繼電器的，因此，采用了梯形圖語言作為編程方式，形成了工廠的編程標準。這些早期的控制器滿足了最初的要求，并且打開了新的控制技術(shù)的發(fā)展的大門。在很短的時間，PLC就迅速擴展到食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個行業(yè)。
PLC通常根據(jù)CPU所帶的I/O點數(shù)的規(guī)模分為微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。各種規(guī)模分類標準如附表所示。
一套典型的PLC通常包括CPU模塊、電源模塊和一些輸入/輸出模塊，這些模塊被插在一塊背板上。如果配置增加，可能會包括一個操作員界面、監(jiān)控計算機、通訊模塊、軟件以及一些可選的特殊功能模塊。可編程控制器不僅容易安裝，占用空間小，能源消耗小，帶有診斷指示器可以幫助故障診斷，而且可以被重復使用到其它的項目中去。盡管有PLC的功能，如運行速度、接口種類、數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)獲得了很大的提高，但PLC一直保持了其最初設計的原則，那就是簡單至上的原則。
今天的PLC
PLC的技術(shù)從誕生之日起，就不停地發(fā)展。這些發(fā)展不僅改進了PLC的設計，也改變了控制系統(tǒng)的設計理念。過去，PLC適用于離散過程控制，如開關、順序動作執(zhí)行等場所，但隨著PLC的功能越來越強大，PLC也開始進入過程自動化領域。
