在伺服驱动器速度闭环中,电机转子实时速度测量精度对于改善速度坏的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡,一般采用增量式光电编码器作为测速传感器,与其对应的常用测速方法为M/测速法。M测速法里然具有一定的测量精度和较宽的测量范围,但这种方法有其固有的缺陷,主要包括:1)测速周期内检测到至少一个完整的码盘脉冲,限制了低可测转速;2)用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步,在速度变化较大的测量场合中无法测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制性能
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输出模块的作用是对输出信号进行功率放大。PLC的信号是以电平表示的,要使它在被读出的过程中不发生畸变,就需要有一定的储备能量或者说要有一定的信号功率。输出模块的作用实际就是功率放大器。输出模块就是可以驱动外部负载。
常见的PLC输出器件有,晶体管、可控硅、继电器。
晶体管输出(可分PNP、NPN型)优点是通断速度快(脉冲输出,适合高频),一般为0.2ms左右;寿命长;缺点是工作电压低(不能接市电);负载能力弱,300mA左右。
可控硅输出模块适用于直流负载,开关频繁,反应速度快,寿命长,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差.
PLC有三种输入类型。一是直流输入,一般为DC24V或DC12V,分为源输入和漏输入。源输入是指输入电压为0V,COM端接24V,漏输入是指输入电压为24V,COM端0V;二是交流输入,输入规格为AC220V;第三种输入是模拟量输入,规格为0-20MA电流信号、4-20MA电流信号。
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。在此情况下,业内厂商经过市场调查,确定开发的DCS产品应以模拟量反馈控制为主,辅以开关量的顺序控制和模拟量开关量混合型的批量控制,它们可以覆盖炼油、石化、化工、冶金、电力、轻工及市政工程等大部分行业。
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。第二代DCS控制站开始有面向过程语言和语言;第三代DCS控制站的系统软件可以完成离线组态及在线修改控制策略。为了完成控制策略,对于顺序控制和批量控制组态编程,各种DCS控制站采用不同的方法。
DCS操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和语言功能等,其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Utility)功能,还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管理、总貌画面组态、控制站组态、工艺单元或区域组态等。