自动控制理论 第三章 控制系统的时域分析 3.6 状态方程的解(8)

1.  可编程调节器可编程调节器是以微处理器为核心，通过编程实现控制功能的新型控制仪表。可编程调节器也有人称为单回路调节器。因为相当多的可编程调节器只能控制一个回路。这个概念现在早已被突破。新型可编程调节器可以同时控制若干个回路。国内常见的可编程调节器品种很多。我们以KMM为例，介绍一下可编程调节器的原理。

KMM可编程调节器是一个系列化产品。KMM可编程调节器的硬件构成原理见图5.23。

图5.23 KMM 可编程调节器的硬件构成原理

KMM可编程调节器的核心部件是CPU，通过内部总线与其它部分相连。中央处理器（CPU）由运算器、时钟发生器、内部控制其组成。由制造厂编制的系统程序固化在只读存贮器系统ROM中。可擦可编存贮器用户ROM用来存放用户编写的程序。随机存贮器RAM用来存放运行中的中间数据及可修改参数等。输入输出接口（I/O接口）及A/D，D/A转换用来完成模拟量、数字量的输入与输出。另外，可编程调节器还可配置通信接口，与上位机进行通信。

KMM可编程调节器的工作特点是:测量变送器送来的模拟信号进入输入缓冲器，经过滤波、多路转换开关和A/D转换后变为数字信号，该信号存贮于输入寄存器中。数字量输入信号，则静输入缓冲器滤波，整型后直接送入输入寄存器。CPU按照用户程序，从系统ROM中读出各种运算子程序，从用户ROM和RAM中读出各种控制数据，对输入信号进行运算。运算结果存入输出寄存器，再经D/A转换和输出保持电路，电压电流转换，以mA的标准直流信号输入到控制系统的执行机构。输出信号也可不转换成电流，而直接以V直流电压的形式输出，给其它设备提供信号。数字量则直接由输出寄存器、输出缓冲器输出。

可编程调节器最突出的特点就在于其系统程序中编制了能完成PID运算、算术运算、函数运算、逻辑运算等子程序模块。用户只需将这些模块按照规定的编程方法进行软连接（称为组态），就能完成复杂的控制功能，而不必像单元仪表那样要由多台仪表进行硬连接。因此，可编程调节器的功能非常丰富，通用性强，这是模拟仪表无法比拟的。

表5.1列出了KMM可编程调节器的运算功能。

表5.1 KMM运算模块表
编号	运算式名称	名称	内容
1	加法	ADD
2	减法	SUB
3	乘法	MUL
4	除法	DVD
5	绝对值	ABS
6	开平方	SQR	时，;时，.
7	最大值	MAX	U=最大值（H1,H2,P1,P2）
8	最小值	MIN	U=最小值（H1,H2,P1,P2）
9	4点加法	SGN
10	高选	HSE	时，;时，
11	低限	LLM	时，;时，
12	低选	LSE	时，;时，
13	高限	HLM	时，;时，
14	高值监视	HMS	时，;时，
15	低值监视	LMS	时，;时，
16	偏差监视	DMS	若,;若,
17	变化率限制	DRL	把的变化率限制在/分之内
18	变化率限制	DRM	把的变化率限制在/分之外，
19	手操输出	MAN	手动输出操作单元
20	1#控制	PID1	第一个控制
21	2#控制	PID1	第二个控制
22	纯滞后时间	DED	,为纯滞后时间
23	超前/迟后环节	L/L	,超前时间，滞后时间
24	微分	LED	,超前时间，滞后时间
25	移动平均	MAV	,为时刻的输入
26	双稳态	RS	双稳态触发
27	和	AND
28	或	OR
29	异或	XOR
30	非	NOT
31	2点切换开关	SW	时，,时，
32	无扰动切换	SFT	时，,时，,但每次切换时，采样按变化
33	计时脉冲	TIM	时，定时器开始计数在每个时间里发出一个脉冲
34	积算脉冲输出	CPO	时，;时，脉冲输出为（脉冲/时）
35	斜坡信号	RMP	输出以一定速度增加
36	脉冲宽度调制	PWM	在周期内输出脉冲宽度比与输入成比例
37	1#折线表	TBL1	用十个折点的折线近似
38	2#折线表	TBL2	用十个折点的折线近似
39	3#折线表	TBL3	用十个折点的折线近似
40	1#反折线表	TBR1	折线近似的反函数
41	2#反折线表	TBR2	折线近似的反函数
42	3#反折线表	TBR3	折线近似的反函数
43	1#控制参数	PMD1	对控制参数更改
44	2#控制参数	PMD2	对控制参数更改
45	控制方式切换	MOD	手动、自动、串级、跟踪方式切换