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一般地講，對PLC模擬量控制系統(tǒng)的要求都是看在某種典型輸入信號下，其被控量變化的過程。例如，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，就是看擾動作用引起被控量變化的過程；隨動系統(tǒng)就是看被控量，如何克服擾動影響，跟隨給定量的變化而變化的過程等。對每類系統(tǒng)被控量變化過程的共同要求是穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。即：穩(wěn)、準(zhǔn)、快。

    (1)穩(wěn)定性

    穩(wěn)定性一般指系統(tǒng)的被控量一旦偏離期望值，則應(yīng)隨時間的增長逐漸減小或趨于零。對于穩(wěn)定的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其被控量因擾動而偏離期望值后，經(jīng)過一個過渡時間，應(yīng)恢復(fù)到原來的期望值；對于穩(wěn)定的隨動系統(tǒng)，被控量應(yīng)能跟蹤給定量的變化而變化。反之，不穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，其被控量偏離期望值后，將隨時間的增長而發(fā)散。

    所以，穩(wěn)定性是保證控制系統(tǒng)正常工作的先決條件。穩(wěn)定是所有控制系統(tǒng)首先要滿足的要求。不穩(wěn)定，被調(diào)節(jié)量變化不定，以至于產(chǎn)生振蕩，那是不允許的。

    (2)準(zhǔn)確性

    準(zhǔn)確性是指當(dāng)過渡過程結(jié)束后，被控量的穩(wěn)態(tài)值與期望值的*性。實際上，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、外作用形式，摩擦、間隙等非線性因素的影響，以及受模擬量控制與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換分辨率的限制，被控量的穩(wěn)態(tài)值與期望值之間總會有誤差，稱為穩(wěn)態(tài)誤差。在實際上．*沒有這個誤差是不可能的。

    這個穩(wěn)態(tài)誤差小，則精度高。這個誤差盡可能小，這也是對控制的基本要求。精度當(dāng)然越高越好。但也要有個合適的“度”。一般來講，合乎要求就可以了。

    (3)快速性

    除了穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，在多數(shù)情況下，還對過渡過程的形式和快慢有要求，一般稱之為動態(tài)性能?？焖傩允侵赶到y(tǒng)實際值偏離要求（設(shè)定）值時，系統(tǒng)能很快（過渡時間短）而又平穩(wěn)地回到設(shè)定值。

  對于模擬量控制系統(tǒng)，主要有3個信息：①被調(diào)節(jié)量，或稱被控量，也稱調(diào)節(jié)量，是反映被控系統(tǒng)的狀態(tài)、行為、性能或功能的信息；②控制量，也稱控制，是經(jīng)PLC處理后產(chǎn)生控制作用的信息；③干擾量，它與控制相反，總是使系統(tǒng)的狀態(tài)與行為產(chǎn)生所不希望的變化。干擾信息有時不好檢測，而如采用閉環(huán)控制也可不檢測。

    模擬量是連續(xù)量，多數(shù)是非電量。而PLC只能處理數(shù)字量、電量。為此，一般來講，要有傳感器，把模擬量轉(zhuǎn)換成電量；如果這電量不是標(biāo)準(zhǔn)的，還需要有變送器，把電量變換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號，如4～20mA等；要有模擬量(A)到數(shù)字量(D)轉(zhuǎn)換的模擬量輸入單元（模塊），把這些標(biāo)準(zhǔn)的電信號變換成數(shù)字信號；要有數(shù)字量(D)到模擬量(A)轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，把PLC處理后的數(shù)字量變換成模擬量；要有執(zhí)行器，根據(jù)模擬量的大小執(zhí)行相應(yīng)的模擬輸出控制動作。

    當(dāng)然，如同處理邏輯量一樣，PLC的CPU、內(nèi)存、相應(yīng)的程序等也是必需的。只是，這里多了以上提到的信號的采集、轉(zhuǎn)換、變換及執(zhí)行等環(huán)節(jié)。

    所以，一個完整的模擬量PLC控制，一般來講，其過程是用傳感器采集信息，并把它變換成標(biāo)準(zhǔn)電信號，進(jìn)而送給模擬量輸入模塊；模擬量輸入模塊把標(biāo)準(zhǔn)電信號轉(zhuǎn)換成CPU可處理的數(shù)字信息；CPU按要求對此信息進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息，并傳送給模擬量輸出模塊。

    模擬量輸出模塊得到控制信息后，經(jīng)變換，再以標(biāo)準(zhǔn)信號的形式傳給執(zhí)行器；執(zhí)行器對此信號進(jìn)行放大和變換，產(chǎn)生控制作用，施加到受控對象上。模擬量控制過程如下：信息采集→信息變換→信息處理→信息反變換→控制輸出。

 可以從不同角度劃分PLC對模擬量控制的類型：

    ·按模擬量控制方法分，有單回路反饋控制、串級控制等。

    ·按控制方式分，有開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)及復(fù)合控制系統(tǒng)。

    ·按元件類型分，有機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及氣動系統(tǒng)。

    ·按系統(tǒng)功能分，有溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)及速度控制系統(tǒng)。

    ·按系統(tǒng)性能分，有線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)。

    ·按輸出量分，有定值控制系統(tǒng)（調(diào)節(jié)器），隨動系統(tǒng)及程序控制系統(tǒng)。

    ·按模擬量的輸入方法分，有模擬量輸入單元( AI)、脈沖輸入(PI)。

    ·按控制模擬量輸出的方法分，有模擬量輸出單元(AO)、開關(guān)量的ON/OFF (DO)輸

    出、脈沖量（不同脈寬）輸出(PO)。

    把以上情況進(jìn)行組合，將有6種類型：AI - AO、AI - DO、AI - PO、PI - AO、PI - DO、PI - PO。此外，還可能單純地用開關(guān)量( DI)控制模擬量輸出( AO)。這一般用于手動控制。

 用PLC來控制模擬量主要有三個特點：一是有誤差，二是斷續(xù)的，三是有時延。艾特貿(mào)易網(wǎng)簡單介紹這三個特點，并對物理量在時間上、取值上的特點加以說明。

    1．誤差

    模擬量在時間上、取值上是連續(xù)的。

    對模擬量按一定時間間隔取值，稱為采樣。采樣后得到的值即為離散量。顯然，離散量在時間上是離散的，即只在采樣的瞬間代表當(dāng)時的模擬量值，其他時刻的模擬量的值不代表。但取值上是連續(xù)的。

    用數(shù)值來逼近離散量，即求與實際的離散量較接近的數(shù)字量，稱為量化。量化后的離散量稱為數(shù)字量。數(shù)字量在時間與取值上都是離散的。

    PLC只能處理數(shù)字量，而要用它控制模擬量，必須先要對這些模擬量進(jìn)行采樣與量化。

    正是要量化，所以量化后的值總是與模擬量的原值存在誤差，但這個誤差是可控的。辦法靠選用合適的輸入、輸出模塊的位數(shù)。如用8位輸入模塊，其量化的值只能是0到255(16進(jìn)制FF)之間的整數(shù)。故其分辨率為256分之一。如果選的位數(shù)多，分辨率高精度也高。單位數(shù)多，模塊也貴。高過16位時還要用雙字指令處理，但這也將增加資源開銷和處理時間。

    誤差可得到控制是一個重要的優(yōu)點，只是這里也有一個合理的“度”，應(yīng)在保證精度的要求下，力求減小位數(shù)。

    2．?dāng)嗬m(xù)

    正是要采樣，所以是斷續(xù)的。只是在PLC I/O刷新時，輸入模塊才把實際值讀入PLC；輸出模塊或輸出點才把控制信號輸給系統(tǒng)，并控制系統(tǒng)。只有在這時，才相當(dāng)于它的采樣開關(guān)合上，系統(tǒng)是閉合的。但這個閉合時間是很短暫的。而較長的時間是用在PLC運行程序、對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。而這期間系統(tǒng)閉環(huán)是斷開的?？梢?，PLC模擬量控制系統(tǒng)是典型的采樣控制系統(tǒng)。

    為了保證采樣信號能較少失真地恢復(fù)為原來的連續(xù)信號，根據(jù)采樣定理，采樣頻率一般應(yīng)大于或等于系統(tǒng)頻率的兩倍。大頻率是系統(tǒng)幅頻特性上幅值為零時的頻率。

    3．時延

    實際系統(tǒng)本身的慣性及動作傳遞也有個過程，有一定時延。用PLC進(jìn)行控制，采樣、信息處理及控制輸出也有個過程，更有時延。在實施一個新一輪的控制作用后，不能指望立即就會有所反應(yīng)。所以，不能因為一時不能得到所期望的反應(yīng)，就一味地改變控制作用。那樣，很可能使系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定。再如，用PID控制，其運算間隔不應(yīng)太短，如無特殊措施，其間隔起碼要大于程序的掃描周期等。

    以上三個特點，在確定控制算法、設(shè)計控制程序及選定控制參數(shù)時，必須要考慮。

模擬量輸出方法有三種。

    1．用模擬量輸出模塊（單元）控制輸出

    為使控制的模擬量能連續(xù)、無波動地變化，的辦法是用模擬量輸出模塊。模擬量輸出模塊的功能是將數(shù)字輸出值轉(zhuǎn)換為模擬信號，簡稱DA單元。模擬量輸出模塊的參數(shù)有診斷中斷、組診斷、輸出類型選擇（電壓、電流或禁用）、輸出范圍選擇及對CPU STOP模式的響應(yīng)。

    模擬量輸出流程是：CPU把的數(shù)字量信號傳送到模擬量模塊的緩沖器中，模擬量模塊通過D/A轉(zhuǎn)換器，把緩沖器的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀壤臉?biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號，標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器動作，完成模擬量控制。

    使用模擬量輸出模塊時應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：

    [1]選用。要選性能合適的單元，既要與PLC型號相當(dāng)，規(guī)格、功能也要*，而且配套

    的附件或裝置也要選好。

    [2]接線。模擬量輸出模塊可為負(fù)載和執(zhí)行器提供電源。模擬量輸出模塊使用屏蔽雙絞線

    電纜連接模擬量信號至執(zhí)行器。電纜兩端的任何電位差都可能導(dǎo)致在屏蔽層產(chǎn)生等電

    位電流，進(jìn)而干擾模擬信號。為防止發(fā)生這種情況，應(yīng)只將電纜一端的屏蔽層接地。

    [3]設(shè)定。有硬設(shè)定及軟設(shè)定。硬設(shè)定用DIP開關(guān)，軟設(shè)定用存儲區(qū)或運行相應(yīng)的初始化

    PLC程序。作了設(shè)定，才能確定要使用哪些功能，選用什么樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲

    于什么單元等。一句話，沒有進(jìn)行必要的設(shè)定，如同沒有接好線一樣，模塊也是不能

    使用的。

    2．用開關(guān)量ON/OFF比值控制輸出

    改變開關(guān)量ON/OFF比例，進(jìn)而用這個開關(guān)量去控制模擬量，是模擬量控制輸出較簡單的辦法。這個方法不用模擬量輸出模塊，即可實現(xiàn)模擬量控制輸出。不足的是，這個方法的控制輸出是斷續(xù)的，系統(tǒng)接收的功率有波動，不是很均勻。如果系統(tǒng)慣性較大，或要求不高，容許不大的波動時可用。為了減少波動，可縮短工作周期。

    3．用可調(diào)制脈寬的脈沖量控制輸出

    有的PLC有半導(dǎo)體輸出的輸出點，可縮短工作周期，提高模擬量輸出的平穩(wěn)性。用其控制模擬量，則是既簡單又平穩(wěn)的方法。

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