1、如何将 4-20mA 电流信号转成 0-5V 或 0-10V 电压信号有一压力变送器，输出为 4-20mA 的电流，作为变频器的输入信号，现在要求将变频器的输入信号改为电压信号，也就是要将 4-20mA 的电流换成 0-5V 或 0-10V 的电压。该变频器有 0-5V 和 0-10V 两种输入。串入 250 欧姆电阻，取电阻两端的电压即可实现。 1、电流信号的进出端，就是我们常说的低阻抗端； 2、电压信号的进出端，就是我们常说的高阻抗端； 3、低阻抗与高阻抗的转换可以通过阻抗变换器来完成； 4、例如输入输出变压器，就是阻抗变换作用的原件； 5、阻抗匹配的目的是实现信号能量的最大传输； 6、如
2、果阻抗不匹配，就可能造成信号能量的严重损耗；仪器仪表的故障诊断十种方法仪器仪表电路维修在电子类的公司里从来都是不可缺少的一部分因为只有通过它才能让原本不合格的产品最终出厂然而,维修也是电子公司中最为复杂的一部分因为它不仅要运用到许多电子专业知识,有时也需要有丰富的现场经验下面就我个人多年来总结的维修经验与感兴趣的朋友分享一下1敲击手压法 经常会遇到仪器运行时好时坏的现象,这种现象绝大多数是由于接触不良或虚焊造成的对于这种情况可以采用敲击与手压法 所谓的 “敲击”就是对可能产生故障的部位 ,通过小橡皮鎯头或其他敲击物轻轻敲打插件板或部件,看看是否会引起出错或停机故障所谓“ 手压” 就是在故障出现
3、时,关上电源后对插的部件和插头和座重新用手压牢,再开机试试是否会消除故障如果发现敲打一下机壳正常,再敲打又不正常时,最好先将所有接头重插牢再试, 若伤脑筋不成功, 只好另想办法了 2观察法 利用视觉嗅觉触觉某些时候 ,损坏了的元件会变色起泡或出现烧焦的斑点; 烧坏的器件会产生一些特殊的气味;短路的芯片会发烫 ;用肉眼也能观察到虚焊或脱焊处 3排除法 所谓的排除法是通过拔插机内一些插件板器件来判断故障原因的方法当拔除某一插件板或器件后仪表恢复正常, 就说明故障发生在那里 4替换法 要求有两台同型号的仪器或有足够的备件将一个好的备品与故障机上的同一元器件进行替换,看故障是否消除 5对比法 要求有两
4、台同型号的仪表, 并有一台是正常运行的使用这种方法还要具备必要的设备,例如,万用表示波器等按比较的性质分有,电压比较波形比较静态阻抗比较输出结果比较电流比较等 具体方法是 :让有故障的仪表和正常仪表在相同情况下运行,而后检测一些点的信号再比较所测的两组信号, 若有不同 ,则可以断定故障出在这里这种方法要求维修人员具有相当的知识和技能 6升降温法 有时 ,仪表工作较长时间,或在夏季工作环境温度较高时就会出现故障,关机检查正常,停一段时间再开机又正常,过一会儿又出现故障这种现象是由于个别 IC 或元器件性能差 ,高温特性参数达不到指标要求所致为了找出故障原因, 可采用升降温法 所谓降温 ,就是在故
5、障出现时,用棉纤将无水酒精在可能出故障的部位抹擦,使其降温,观察故障是否消除所谓升温就是人为地将环境温度升高,比如用电烙铁放近有疑点的部位(注意切不可将温度升得太高以致损坏正常器件)试看故障是否出现 7骑肩法 骑肩法也称并联法把一块好的 IC 芯片安在要检查的芯片之上,或者把好的元器件(电阻电容二极管三极管等)与要检查的元器件并联,保持良好接触, 如果故障出自于器件内部开路或接触不良等原因,则采用这种方法可以排除 8电容旁路法 当某一电路产生比较奇怪的现象,例如显示器混乱时,可以用电容旁路法确定大概出故障的电路部分将电容跨接在 IC 的电源和地端;对晶体管电路跨接在基极输入端或集电极输出端,观
6、察对故障现象的影响如果电容旁路输入端无效而旁路它的输出端时故障现象消失,则确定故障就出现在这一级电路中 9状态调整法 一般来说 ,在故障未确定前,不要随便触动电路中的元器件,特别是可调整式器件更是如此,例电位器等但是如果事先采取复参考措施( 例如,在未触动前先做好位置记号或测出电压值或电阻值等),必要时还是允许触动的也许改变之后有时故障会消除 10隔离法 故障隔离法不需要相同型号的设备或备件作比较,而且安全可靠根据故障检测流程图,分割包围逐步缩小故障搜索范围,再配合信号对比部件交换等方法,一般会很快查到故障之所在电容式压力变送器及差压变送器的选型及应用一 概述在仪器仪表中, 电容式变送器的应用
7、较为广泛,电容式变送器大体分为压力变送器差压变送器和液位变送器电容式变送器常用来测量压力差压真空液位流量和密度等电容式变送器有两线制和四线制之分,两线制变送器尤多; 有智能和非智能之分 ,智能变送器渐多; 有气动和电动之分,电动变送器居多;另外,按应用场合有本安型(本质安全型 )和隔爆型之分 ;按应用工况,变送器的主要种类如下:a.微压 /微差压变送器 ;b.中压 /中差压变送器;c.高压 /高差压变送器;d.绝压 /真空/负压差压变送器 ;e.高温 /压力 差压变送器;f.耐腐蚀/压力差压变送器;g.易结晶 /压力差压变送器变送器的选型通常根据安装条件 环境条件仪表性能经济性和使用介质等方面
8、考虑常见的变送器有普通压力变送器差压变送器单法兰变送器双法兰变送器插入筒法兰变送器等二电容式变送器介绍电容式变送器单从名称上讲测量的是压力和差压(两个压力的差),但它们可以间接测量的量却很多如压力变送器, 除可以测量压力外, 还可以测量设备内的液位在常压容器内测量液位时,需要一台压力变送器即可当测量受压容器的液位时,可考虑用两台压力/差压变送器,即测量下限一台 ,测量上限一台,它们的输出信号进行减法运算, 即可测出液位,这时一般选用差压变送器在容器内液位与压力值不变的情况下它还可以用来测量介质的密度压力变送器的测量范围可以做的很宽,从绝压 0 开始可以到一百多兆帕( 一般情况)差压变送器除了测
9、量两个被测量压力的差压值外,它还可以配合各种节流元件来测量介质流体的流量,可以直接测量受压容器的液位和常压容器的液位以及压力和负压2.1 制作从压力 /差压变送器制作的结构上来分有普通型和隔离型 普通型压力/ 差压变送器的测量膜盒为一个,它直接感受被测介质的压力或差压; 隔离型的测量膜盒接受到的是一种稳定液 (一般为硅油)的压力,而这种稳定液是被密封在两个膜片中间,直接接受被测压力的膜片为外膜片,原普通型膜盒的膜片为内膜片,当外膜片上接受压力信号时通过硅油的传递原封不动的将外膜片的压力传递到了普通膜盒上,从而可以测出外膜片所感受到的压力隔离型压力 /差压变送器主要是针对特殊的被测量介质设计和使
10、用的,如果被测介质离开设备后会产生结晶,而使用普通型压力/差压变送器需要取出介质,会将导压管膜盒室堵塞使其不能正常工作 ,所以必须选用隔离型隔离型变送器通常作成发兰式安装,即在被测设备上开口使变送器安装后它的感应膜片是设备壁的一部分,这样它不会取出被测介质,一般也不会造成结晶和堵塞当被测介质需求结晶温度较高时,可选用将膜片凸出的结构,这样可将传感膜片插入到设备内部,从而感应到的介质温度不会降低,这样测量是有保障的,即选用插入式发兰变送器隔离型变送器有远传型和一体型之分远传型即外膜盒与测量膜盒之间用加强毛细管连接,一般毛细管为 35 米, 这样外膜盒装在设备上,内膜盒及变送器可以安装在便于维护的
11、安装支架上; 另一种形式是外膜盒与变送器做成一体直接由发兰安装在设备上对于隔离型压力变送器它还可以作成螺纹连接型,即外膜盒或外弹性元件可在安装螺纹的前面,只要在被测设备上焊接上内螺纹凸台,便可将变送器直接拧到设备上,安装非常方便隔离型压力 /差压变送器的制作复杂 ,材质要求也较高,所以它的价格通常是普通型的 34 倍2.2 选型原则在压力 /差压变送器的选用上主要依据 :以被测介质的性质指标为准,以节约资金便于安装和维护为参考如果被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的,必须选用隔离型变送器在选型时要考虑被测流体介质对膜盒金属的腐蚀,一定要选好膜盒材质,否则使用后很短时间就会将外膜片腐蚀坏,发兰也会被腐
12、蚀坏造成设备或人身事故,所以膜盒材质的选择非常关键变送器的膜盒材质有普通不锈钢304 不锈钢316/316L 不锈钢钽材质等在选型时要考虑到被测介质的温度,如果温度高,达到 200400,要选用高温型,否则硅油会产生汽化膨胀,使测量不准确在选型时要考虑设备的工作压力等级,变送器的压力等级必须与应用场合相符合从经济角度上讲,外膜盒及插入部分材质比较重要,要选合适,但连接发兰可以降低材质要求,如选用碳钢镀铬等,这样会节约很多资金隔离型压力变送器最好选用螺纹连接形式,这样既节约资金,安装也方便对于普通型压力和差压变送器选型,也要考虑到被测介质的腐蚀性问题,但使用的介质温度可以不予考虑,因为普通型是引
13、压到表内, 长期工作时温度是常温,但普通型使用的维护量要比隔离型大首先是保温问题,气温零下时导压管会结冰, 变送器无法工作甚至损坏,这就要增加伴热和保温箱等装置从经济角度上来讲, 选用变送器时,只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器,而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量(只要工艺允许用吹扫液或气), 应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查,包括各种导压管是否泄漏吹扫介质是否正常保温是否良好等,只要维护好,大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多维护时要注意硬件维护和软维护相结合从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设定在它量程
14、的 1/43/4 段,这样精度会有所保证,对于微差压变送器来说更是重要实践中有些应用场合(液位测量)需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量进行迁移,迁移有正迁移和负迁移之分目前,智能变送器已相当普及, 它的特点是精度高可调范围大,而且调整非常方便稳定性好,选型时应多考虑按照设计规范, 在工程设计选型中,究竟采用气动变送器还是电动变送器,因其各有特长,应该根据装置的具体条件进行综合考虑和分析以下几点可供选型时参考:1.集中操作程度及响应速度;2.是否与 DCS 计算机操作相配合;3.经济性可靠性及使用维护方面 ;4.安全性(防爆 停电气源故障等 );5.环境条件及传输
15、距离一般来说 ,下列条件以选用气动变送器为宜:6.自变送器至显示调节单元间的距离较短, 通常以不超过 150 米较为合适;7.工艺物料是易燃易爆介质及相对湿度很大的场合;8.要求仪表投资少响应速度要求不快的场合;9.一般中小型企业要求易维修, 经济可靠;10.在以电动仪表为主的大型装置里,有些现场调节回路不要求引入中央控制室集中操作 下列条件以选用电动变送器为宜:1.变送器至显示调节单元间的距离超过 150 米以上;2.大型企业要求高度集中管理的中央控制;3.设置有 DCS 计算机进行控制及管理的对象;4.要求响应速度快,信息处理及运算复杂的场合 实际中 ,在现代化生产装置中都是发挥它们各自的
16、特点进行混合选用的三压力变送器的选型从物理学角度来看, 任何一个物体上受到的压力都包括大气压力和被测介质的压力(一般称为表压)两部分作用在被测物体上的这两部分压力总和称为绝对压力P 绝=P 表 + 大气压测量绝对压力的仪表称为绝压表对于普通的工业压力表测量的都是表压值,也就是绝对压力与大气压的压差值当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值,称为正表压;当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值,称为负表压, 即真空度测量真空度的仪表称为真空表 为了保证压力测量精度,最小压力测量值应高于压力表测量量程的 1/3; 对需远距离测量或测量精度要求较高的场合,应选用压力传感器或压力变送器; 在测量精
17、度要求不高时, 可选择电阻式或电感式霍尔效应式远传压力变送器; 气动基地式压力指示调节器适宜做就地压力指示调节; 压力变送器压力开关应根据安装场所的防爆要求合理选择四差压变送器的选型差压变送器根据以下几点选型: 测量范围需要的精度及测量功能; 测量仪表面对的环境 ,如石油化工的工业环境, 有可热(有毒) 和爆炸危险气氛的存在,有较高的环境温度等; 被测介质的物理化学性质和状态,如强酸强碱粘稠易凝固结晶和汽化等工况; 操作条件的变化,如介质温度压力浓度的变化有时还要考虑到从开车到参数达到正常生产时 ,气相和液相浓度和密度的变化; 被测对象容器的结构形状尺寸容器内的设备附件及各种进出口料管口都要考
18、虑 ,如塔溶液槽反应器锅炉汽包立罐球罐等; 其它要求,如环保及卫生等要求; 工程仪表选型要有统一的考虑,要求尽可能地减少规格品种,减少备品备件,以利管理; 实际的工艺情况: 考虑被测对象是属于哪一类设备 如槽罐类,槽的容积较小,测量的范围不会太大, 罐的容积较大,测量的范围可能较大; 要看介质的物化性质及洁净程度,首选常规的差压变送器及浮筒式液位变送器 ,还要对接触介质部分的材质进行选择; 对有些悬浮物泡沫等介质可用单法兰式差压变送器有些易析出易结晶的用插入式双法兰差压变送器; 对高黏度介质的液位及高压设备的液位,由于设备无法开孔,可选用射频液位计来测量; 除了测量方法上和技术上问题以外,还有
19、仪表的投资问题综上所述 ,变送器的选型,技术上要可行,经济上要合理,管理上要方便压力变送器使用常见问题诊断分析压力上去，变送器输出上不去此种情况，先应检查压力接口是否漏气或者被堵住，如果确认不是，检查接线方式，如接线无误再检查电源，如电源正常再察看传感器零位是否有输出，或者进行简单加压看输出是否变化，有变化证明传感器没有损坏，如果无变化传感器即已经损坏。出现这种情况的其他原因还可能是仪表损坏，或者整个系统的其他环节的问题。加压变送器输出不变化，再加压变送器输出突然变化，泄压变送器零位回不去。产生此现象的原因极有可能是压力传感器密封圈引起的，一般是因为密封圈规格原因（太软或太厚） ，传感器拧紧时
20、，密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器，加压时压力介质进不去，但是压力很大时突然冲开密封圈，压力传感器受到压力而变化，而压力再次降低时，密封圈又回位堵住引压口，残存的压力释放不出，因此传感器零位又下不来。排除此原因的最佳方法是将传感器卸下，直接察看零位是否正常，如果正常更换密封圈再试。变送器输出信号不稳信号不稳的原因有以下几种:A.压力源本身是一个不稳定的压力B.仪表或压力传感器抗干扰能力不强 ?C. 传感器接线不牢D.传感器本身振动很厉害E.传感器故障变送器接电无输出可能的原因有：F. 接错线（仪表和传感器都要检查）G. 导线本身的断路或短路H. 电源无输出或电源不匹配I. 仪表损坏或仪
21、表不匹配J.传感器损坏变送器与指针式压力表对照偏差大首先，出现偏差是正常的现象其次，确认正常的偏差范围确认正常误差范围的方法：计算出压力表的误差值例如：压力表量程为 30bar，精度 1.5%，最小刻度为 0.2bar 正常的误差为：30bar*1.5%+0.2*0.5 （视觉误差）=0.55bar 压力变送器的误差值。例如：压力传感器量程为 20bar，精度 0.5%，仪表精度为 0.2%，正常的误差为： 20bar*0.5%+20bar*0.2%=0.18bar整体对照时出现的可能性误差范围应以大误差值的设备的误差范围为准，以上例来说，传感器与变送器偏差值在 0.55bar 内可视为正常。
22、如果偏差非常大，应使用高精度仪表（至少此仪表高于压力表和传感器）进行参照。微差压变送器安装位置对零位输出的影响微差压变送器由于其测量范围很小，变送器中传感元件的自重即会影响到微差压变送器的输出，因此在安装微差压变送器出现的零位变化情况属正常情况。安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向，如果安装条件限制，则应安装固定后调整变送器零位到标准值。差压变送器的选型1、 对于液面连续测量,宜选用差压变送器.2、 对于界面测量,可选用差压变送器,但要求总液面应始终高于上部取压口.3、 对于在正常工况下液体密度有明显变化时,不宜选用差压式仪表.4、 腐蚀性液体,结晶性液体, 粘稠性液体,易气化液体,
23、 含悬浮物液体宜选用平法兰式差压变送器.高结晶的液体, 高粘度的液体, 结胶性的液体,沉淀性的液体宜选用插入式法兰差压变送器. 以上被测介质的液面,如果气相有大量冷凝物,沉淀物析出,或需要将高温液体与变送器隔离,或更换被测介质时,需要严格净化测量头的,可选用双法兰式差压变送器.5、 腐蚀性液体,粘稠性液体, 结晶性液体,熔融性液体, 沉淀性液体的液面在测量精确度要求不高时,宜采用吹气或冲液的方法,配合差压变送器进行测量.6、 对于在环境温度下,气相可能冷凝,液相可能汽化,或气相有液体分离的对象,在使用普通差压变送器进行测量时, 应视具体情况分别设置冷凝容器,分离容器,平衡容器等部件,或对测量管
24、线保温,伴热.7、 用差压式仪表测量锅炉汽包液面时,应采用温度补偿型双室平衡容器.8、 差压式仪表的正,负迁移量应在选择仪表量程时加以考虑.检修仪器仪表的九大注意事项在仪器仪表维修工作中，首先应弄懂仪器仪表的基本原理，并掌握有关电子方面的知识和技能，而且应备好所有仪器仪表的说明书、图纸等技术资料，另外应养成一种良好的工作素质，从而在仪器仪表的维修工作中提高效率，减少失误。1、用万用表欧姆挡时，切记不要带电测量。2、使用逻辑笔、示波器检测信号时，要注意不使探针同时接触两个测量引脚，因为这种情况的实质是在加电的情况下形成短路。3、检测电源中的滤波电容时，应先将电解电容器的正负极短路一下，而且短路时
25、不要用表笔线来代替导线对电容器进行放电，因为这样容易烧断芯线。可以取一只带灯头引线的 220V，60100W 的灯，接于电容器的两端，在放电瞬间灯泡会闪光。4、在潮湿环境下检修仪表故障时，对印刷线路用万用表测其各点是否通畅很有必要，因为这种情况下的主要故障是铜箔腐蚀。5、检修仪表内部电路时，如果安装元件的接点和电路板上涂了绝缘清漆，测量各点参数时可用普通手缝针焊在万用表的表笔上，以便刺穿漆层直接测量各点，而不用大面积剥离漆层。6、不要带电插拔各种控制板和插头。因为在加电情况下，插拔控制板会产生较强的感应电动势，这时瞬间反击电压很高，很容易损坏相应的控制板和插头。7、检修时不要盲目乱敲乱碰，以免
26、扩大故障，越修越坏。8、拆卸、调整仪表时，应记录原来的位置，以便复原。 9、修理精密仪器仪表时，如不慎将小零件弹飞，应首先判断可能飞落的地方，切勿东找一下，西翻一下，可采取磁铁扫描和视线扫描方法进行寻找。总之，在仪器仪表维修工作中，首先应弄懂仪器仪表的基本原理，并掌握有关电子方面的知识和技能，而且应备好所有仪器仪表的说明书、图纸等技术资料，另外应养成一种良好的工作素质，从而在仪器仪表的维修工作中提高效率，减少失误。流量测量方法及流量仪表选型1. 流量测量方法 流量测量方法大致可以归纳为以下几类： (1)利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信号来反映流量的差压式流量测量法； (2)通过直接测量流
27、体流速来得出流量的速度式流量测量法； (3)利用标准小容积来连续测量流量的容积式测量； (4)以测量流体质量流量为目的的质量流量测量法。 2. 流量仪表的分类 3. 流量仪表的主要技术参数 (1)流量范围 流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。 (2)量程和量程比 流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量程比，亦称流量计的范围度。 (3)允许误差和精度等级 流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最大误差，称为该流量仪表的允许误差，一般用最大相对误差和引用误差来表示。 流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小来划分的，其精度等级有：0.02、0.0
28、5、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5 等。 (4)压力损失 压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大，经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈小愈好。 西门子 6RA70 直流装置的调试1、系统设定值复位及偏差调整 用 PMU 执行功能 P051= 21，调用缺省的工厂设置参数构成基本参数文件用 P052=0 显示那些与初始工厂设置不同的参数。 合上装置控制电源和操作控制电源执行 P051=21，偏差调整(P051=22) 同时进行，参数 P825.02 被设置。 2.、整流装置参数设定 P067=
29、1-5 选择负载过负荷周期，见手册，当本参数大于 1 时，整流器额定直流电流 R072.01 将变为所选周期内的基本负载值，P075 参数必须设定 为 1 或 2。一般情况下，装置的计算的晶闸管温升包容上述过载周期 P075=0 不允许装置过载，装置最大输出电流被限制在额定直流电流 R072.01 =1 电枢电流最大值被限制在 P077*1.8*整流器额定直流电流 R072.01，当计算的晶闸管温升超过允许值时，报警 A039 激活，电枢电流给定自动减小到整流器额定电流 R072.01。 =2 整流器电枢电流最大值被限制在 P077*1.8*整流器额定直流电流 R072.01 当计算的晶闸管温
30、升超过允许值时故障 F039 被激活。 本参数根据电机额定参数值和使用工况从保护装置过载的角度出发进行设置，本参数与 P067 共同作用，对装置的过负荷周期进行设定。 P078.01= 630V 主回路进线交流电压作为判断电压故障的基准值 P078.02= 380V，励磁进线电压 作为欠压或过压的判断门槛电压，相关参数见 P351，P352 ，P361-P364. 3、电机参数设定 P100(F)= 额定电动机电枢电流(A) P101(F)=额定电动机电枢电压(V) P102(F)= 额定电动机励磁电流(A) P103(F)=最小电机励磁电流(A)必须 小于 P102 的 50%.在弱磁调速场
31、合一般设定到防止失磁的数值. P110 电枢回路电阻，P111 电枢回路电感，P112 励磁回路电阻：在优化过程自动设定。 P114(F)=电动机热时间系数，根据本参数和 P100 对电动机进行热过载保护：当电机温升达到报警曲线值时触发A037 报警；当温升达到故障曲线值时触发 F037 故障。缺省值 10MIN。 P115(F)= 电枢反馈时最大速度时的 EMF(%)，缺省值 100。以整流器进线标准电压(R078) 为基准设置时应考虑进线电压实际值等各种参数影响.P115= 值/R078(见功能图)EMF 额定值=P101-P100*P110。在 P083=3 时，观察编码器波形正常的情况
32、下，令 P140=1，P143=电机基速，观察 R024（编码器反馈）和 R025（电枢电压反馈） 。校准 P115 参数。 P118(F)=额定 EMF(V)， P119(F)=额定速度 (%)： P118、P119 是在励磁减弱优化过程中 P051=27 设置的，当P100P101P110 参数发生变化后，弱点也随着变化，不再是 P118，实际额定速度=P119*实际额定EMF/P118 当 P102 变化时，励磁减弱优化重做。 4、实际速度检测参数设定 P083(F)=实际速度反馈选择当 当 P083=2 (脉冲编码器) 时，100%速度为P143 参数值 当 P083=3 (电枢反馈)
33、 时，100%速度为 P115 参数值所对应的速度 P140=0 或 1， 脉冲编码器类型选择。电枢反馈 P083=3 时，令其为零；码器反馈时 P083=2，令其为“1”。 P141=1024 ，脉冲编码器每转脉冲数 P142=1，编码器 15V 电源供电 P143(F)= 编码器反馈时最高的运行速度(转/ 分钟) P148(F)=1，使能编码器监视有效(F048 故障有效) 5.励磁功能参数设定 P081=0 恒磁运行方式 (弱磁优化前设置值) P081=1 弱磁运行方式( 进行弱磁优化时设置，优化后设置为 1) P082=2 励磁运行模式，达到运行状态 07后，经过 P258 的延时，输
34、经济励磁电流 P257. P257(F)= 0 (%P102) 停机励磁 6.限幅值参数设定 P642.01-04= 100 % 主设定点速度限幅 P091=100% 斜坡给定阈值 P169=0 P170=0 带电流限幅的闭环电流控制 P605.01-04=1 转矩限幅 P171.01= 100% (P100 为基值) ，P172.01=-100(P100 为基值)电流限幅 7.斜坡函数发生器相关参数设定 P303.01(F)= 10 S P304.01(F)= 10S P305.01(F)= 0.5S P306.01(F) = 0.5S 上述参数对斜坡参数组 1 进行设定规定了由 0 速到最
35、高速的时间 10S 过度圆弧时间 0.5S. 8.辅助功能参数设定 零速信号： P373(F)=1% 转速大于 1%时状态字 bit10 为 1 P374(F)=0.5% 回环宽度 P375(F)=0.1S 延迟时间 P675(B) =24 CUD2 板 43 端子开关量连接量 24，当辅传动使用熔断器或超速开关时，接点动作产生外部故障 1 和 2。 P689.1=B20 端子 41，风机信号作为外部报警 2 P771=106 设置开关量输出口 1 为装置故障状态输出 P755=167，P754=OFFSET，设置模拟量输出 2 作为速度表指示 P753=10V 电机最大速度/ 速度表满偏值，
36、规格化 P820.04=0 将传动堵转故障使能 P644.01=402 内控速度给定由固定量连接器 P402 发出。 CFCFM458中自定义块的实现在 LAD 中，用户可以定义 FC，FB 等，在 CFC 中，也可以定义自己的块。使用块，可以使程序的结构更加清晰，下面详细介绍： 一. 与 LAD 中定义 FC/FB 不同,LAD 中可以直接在当期工程中定义，而在 CFC 中添加不能在当前 458目录下. 需添加”D7-SYS PROGRAM” 目录,系统自动导入库函数. 二. 添加 CFC,并打开，将 VIEW 下选择显示 IO，此时可以定义 IO 定义，类似 LAD 中的 IO 定义。 三
37、. 利用现有的库函数，编写自己的函数,注意定义的 IO 参数必须使用。 四。其编译为块。这点是需要注意的，不能使用默认的编译快捷键，需要在菜单chartCOMPILEcompile as blocks 编译完成后，可以在其它工程中使用了。PID 控制最通俗的解释与 PID 参数的整定方法PID 是比例、积分、微分的简称，PID 控制的难点不是编程，而是控制器的参数整定。参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义，PID 控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。阅读本文不需要高深的数学知识。1比例控制 有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温，可以获得非常好的控制品质，PID 控制与人工控制的控
38、制策略有很多相似的地方。 下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。假设用热电偶检测炉温，用数字仪表显示温度值。在控制过程中，操作人员用眼睛读取炉温，并与炉温给定值比较，得到温度的误差值。然后用手操作电位器，调节加热的电流，使炉温保持在给定值附近。 操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置（我们将它称为位置 L），并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。炉温小于给定值时，误差为正，在位置 L 的基础上顺时针增大电位器的转角，以增大加热的电流。炉温大于给定值时，误差为负，在位置 L 的基础上反时针减小电位器的转角，并令转角与位置 L 的差值与误差成正比。上
39、述控制策略就是比例控制，即 PID 控制器输出中的比例部分与误差成正比。 闭环中存在着各种各样的延迟作用。例如调节电位器转角后，到温度上升到新的转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。由于延迟因素的存在，调节电位器转角后不能马上看到调节的效果，因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。 比例控制的比例系数如果太小，即调节后的电位器转角与位置 L 的差值太小，调节的力度不够，使系统输出量变化缓慢，调节所需的总时间过长。比例系数如果过大，即调节后电位器转角与位置 L 的差值过大，调节力度太强，将造成调节过头，甚至使温度忽高忽低，来回震荡。 增大比例系数使系统反应灵敏，调节速度加快，并且可以
40、减小稳态误差。但是比例系数过大会使超调量增大，振荡次数增加，调节时间加长，动态性能变坏，比例系数太大甚至会使闭环系统不稳定。 单纯的比例控制很难保证调节得恰到好处，完全消除误差。 2积分控制 PID 控制器中的积分对应于图 1 中误差曲线 与坐标轴包围的面积（图中的灰色部分）。PID 控制程序是周期性执行的，执行的周期称为采样周期。计算机的程序用图 1 中各矩形面积之和来近似精确的积分，图中的 TS 就是采样周期。 图 1 积分运算示意图每次 PID 运算时，在原来的积分值的基础上，增加一个与当前的误差值 ev（n）成正比的微小部分。误差为负值时，积分的增量为负。 手动调节温度时，积分控制相当
41、于根据当时的误差值，周期性地微调电位器的角度，每次调节的角度增量值与当时的误差值成正比。温度低于设定值时误差为正，积分项增大，使加热电流逐渐增大，反之积分项减小。因此只要误差不为零，控制器的输出就会因为积分作用而不断变化。积分调节的“大方向”是正确的，积分项有减小误差的作用。一直要到系统处于稳定状态，这时误差恒为零，比例部分和微分部分均为零，积分部分才不再变化，并且刚好等于稳态时需要的控制器的输出值，对应于上述温度控制系统中电位器转角的位置 L。因此积分部分的作用是消除稳态误差，提高控制精度，积分作用一般是必须的。 PID 控制器输出中的积分部分与误差的积分成正比。因为积分时间 TI 在积分项
42、的分母中，TI 越小，积分项变化的速度越快，积分作用越强。 3PI 控制 控制器输出中的积分项与当前的误差值和过去历次误差值的累加值成正比，因此积分作用本身具有严重的滞后特性，对系统的稳定性不利。如果积分项的系数设置得不好，其负面作用很难通过积分作用本身迅速地修正。而比例项没有延迟，只要误差一出现，比例部分就会立即起作用。因此积分作用很少单独使用，它一般与比例和微分联合使用，组成 PI 或 PID 控制器。 PI 和 PID 控制器既克服了单纯的比例调节有稳态误差的缺点，又避免了单纯的积分调节响应慢、动态性能不好的缺点，因此被广泛使用。 如果控制器有积分作用（例如采用 PI 或 PID 控制）
43、，积分能消除阶跃输入的稳态误差，这时可以将比例系数调得小一些。 如果积分作用太强（即积分时间太小），相当于每次微调电位器的角度值过大，其累积的作用会使系统输出的动态性能变差，超调量增大，甚至使系统不稳定。积分作用太弱（即积分时间太大），则消除稳态误差的速度太慢，积分时间的值应取得适中。 4微分作用 误差的微分就是误差的变化速率，误差变化越快，其微分绝对值越大。误差增大时，其微分为正；误差减小时，其微分为负。控制器输出量的微分部分与误差的微分成正比，反映了被控量变化的趋势。 有经验的操作人员在温度上升过快，但是尚未达到设定值时，根据温度变化的趋势，预感到温度将会超过设定值，出现超调。于是调节电位
44、器的转角，提前减小加热的电流。这相当于士兵射击远方的移动目标时，考虑到子弹运动的时间，需要一定的提前量一样。 图 2 阶跃响应曲线图 2 中的 c ()为被控量 c (t)的稳态值或被控量的期望值，误差 e(t) = c () - c (t)。在图 2中启动过程的上升阶段，当 时，被控量尚未超过其稳态值。但是因为误差 e(t)不断减小，误差的微分和控制器输出的微分部分为负值，减小了控制器的输出量，相当于提前给出了制动作用，以阻碍被控量的上升，所以可以减少超调量。因此微分控制具有超前和预测的特性，在超调尚未出现之前，就能提前给出控制作用。 闭环控制系统的振荡甚至不稳定的根本原因在于有较大的滞后因
45、素。因为微分项能预测误差变化的趋势，这种“超前”的作用可以抵消滞后因素的影响。适当的微分控制作用可以使超调量减小，增加系统的稳定性。 对于有较大的滞后特性的被控对象，如果 PI 控制的效果不理想，可以考虑增加微分控制，以改善系统在调节过程中的动态特性。如果将微分时间设置为 0，微分部分将不起作用。 微分时间与微分作用的强弱成正比，微分时间越大，微分作用越强。如果微分时间太大，在误差快速变化时，响应曲线上可能会出现“毛刺”。 微分控制的缺点是对干扰噪声敏感，使系统抑制干扰的能力降低。为此可在微分部分增加惯性滤波环节。 5采样周期 PID 控制程序是周期性执行的，执行的周期称为采样周期。采样周期越
46、小，采样值越能反映模拟量的变化情况。但是太小会增加 CPU 的运算工作量，相邻两次采样的差值几乎没有什么变化，将使 PID 控制器输出的微分部分接近为零，所以也不宜将采样周期取得过小。 应保证在被控量迅速变化时（例如启动过程中的上升阶段），能有足够多的采样点数，不致因为采样点数过少而丢失被采集的模拟量中的重要信息。 6PID 参数的调整方法 在整定 PID 控制器参数时，可以根据控制器的参数与系统动态性能和稳态性能之间的定性关系，用实验的方法来调节控制器的参数。有经验的调试人员一般可以较快地得到较为满意的调试结果。在调试中最重要的问题是在系统性能不能令人满意时，知道应该调节哪一个参数，该参数应
47、该增大还是减小。 为了减少需要整定的参数，首先可以采用 PI 控制器。为了保证系统的安全，在调试开始时应设置比较保守的参数，例如比例系数不要太大，积分时间不要太小，以避免出现系统不稳定或超调量过大的异常情况。给出一个阶跃给定信号，根据被控量的输出波形可以获得系统性能的信息，例如超调量和调节时间。应根据 PID 参数与系统性能的关系，反复调节 PID 的参数。 如果阶跃响应的超调量太大，经过多次振荡才能稳定或者根本不稳定，应减小比例系数、增大积分时间。如果阶跃响应没有超调量，但是被控量上升过于缓慢，过渡过程时间太长，应按相反的方向调整参数。如果消除误差的速度较慢，可以适当减小积分时间，增强积分作
48、用。 反复调节比例系数和积分时间，如果超调量仍然较大，可以加入微分控制，微分时间从 0 逐渐增大，反复调节控制器的比例、积分和微分部分的参数。 总之，PID 参数的调试是一个综合的、各参数互相影响的过程，实际调试过程中的多次尝试是非常重要的，也是必须的。 7实验验证 实验使用 S7-300 PLC 的 PID 控制功能块 FB 41，被控对象由两个串联的惯性环节组成，其时间常数分别为 2s 和 5s，比例系数为 3.0。用人机界面的趋势图显示给定曲线和闭环输出量的响应曲线。 为什么模拟量输入模块的最大输出值远远大于实际值？12 位二进制数的最大值为 4095(2121)，对于单极性输入信号（例
49、如 DC 010V、020mA 或420mA），为了计算方便，三菱的 FX 系列 PLC 额定输入范围对应的输出值为 04000，数据放在一个字的右侧（低位），称为右对齐。04000 与 12 位二进制数可表示的范围 04095 基本上相同。 S7-200 和 GE 的 90-30 的 12 位模拟量输入模块的输出值范围为 032000。A/D 转换后的数据的最高位为符号位，正数的符号位为 0，负数的符号位为 1。有效位数加符号位一共 13 位，它们被左移 3 位后，放在 16 位字的高 13 位，最低 3 位添零，相当于实际的有效值被乘以 8。因此 32000 实际上相当于右对齐的转换值 4000，这种处理方法称为左对齐。 对于双极性的模拟量（例如-10V 10V），FX 系列的额定输入范围对应于数据值20002 000（右对齐）。S7-
