分散控制及其应用优化方案

1.分散控制算法要点

在本章第7节讲到流程图法编程，实质上也是分散控制。它们都是按反馈输入的情况一步步推进，各个步也都可按要求实现不同的控制输出。两者不同只是分散控制源于工程控制实践，而流程图算法源于计算机程序流程管理。

本章第7节介绍分散控制算法没有讲分支。其实正如流程图算法一样，它也可能有分支。有平行分支与选择分支，以至于更为复杂的分支。图2-56为平行分支的原理图。

从图2-56知，它的“动作2完成”信号将起动两个动作，“动作3”及“动作33”。起动后，这两个分支将平行工作。直到这里的“动作4完成”“动作44完成”信号都产生了，才能进入“动作5”。

从图2-57知，它的动作2完成后，有两个动作完成信号选择：“动作2完成A”与“动作2完成B。如得到是“动作2完成A”，则进入分支A，直到分支A完成。如得到是“动作2完成B”，则进入分支B，直到分支B完成。

图2-56 平行分支框图

图2-57 选择分支框图

2.分散控制程序实现

分散控制的“动作”“步”或“动作完成”可以是实际输出、输入点，直接实现输出控制与得到输入反馈。也可不是实际输出点、输入点，通过转换间接实现输出控制与输入反馈。后者具有柔性，实现程序灵活，通用性强，易读，易改，是很值得提倡的设计。

（1）使用间接实现

所要做的工作有如下两个：

1）根据“动作”或“步”的数量，设计与其相等的“动作”或“步”的逻辑控制程序。

2）设计输入、输出转换程序。

（2）逻辑控制程序的实现方法

1）基本指令实现。其思路是，开始工作时先使第一步用的工作位ON，并保持。当第一步工作完成时，使第1步用的工作位OFF，同时启动第2步用的工作位，并使其保持ON。这样一步步推进，直到整个工作完成。具体程序略。

2）移位指令实现。本法的优点指令使用效率高，是在一定步数内（受移位字的限制），增加“步”数，控制输出程序量不增加。

3）步进指令实现。本章第7节流程图算法的程序实现用的就是此方法。程序单元化强，扫描时间也可减少。

4）SFC语言实现，是步进指令的进一步发展。图2-58所示为合理时PLC的相应程序。运行开始，先进入初始步（init）。当“start”ON，则进入“Step1”步。到了“Step1F”条件ON，则转入“Step2”步。以此类推。直到“Step4F”条件ON，则取决于“Auto”条件ON否，或转到“Step1”继续工作，或转到“init”等待新的命令。以下为它使用的变量声明：

各个步（Step）的所执行的动作要另行编写。

（3）输入、输出转换程序

这在间接输入、输出控制时才用到它。这在本书第1章第6节典型程序中也已有介绍。以下应用实例中还将具体说明。

分散控制应用实例，用的是本章第3节的例3组合机床动力头运动控制，其要求与其完全一样。(www.xing528.com)

1）设计控制程序。结合本例，用6个“动作”的顺序控制程序。步进逻辑可采用以上介绍的任意一个，具体略。

图2-58 SFC语言分散 控制程序

2）确定输入、输出组合逻辑。本例用间接输入、输出。实际地址用符号地址，如XK1、XK2、…、DT1、DT2。按要求，其输出与“动作”的关系为：

“动作1”“动作2”“动作4”“动作5”DT1应为ON，动力头前进。其它情况为OFF，动力头后退。

“动作1”“动作3”“动作4”“动作6”DT1应为ON，动力头快速。其它情况为OFF，动力头慢速。

其逻辑式应为

DT1=“动作1”+“动作2”+“动作4”+“动作5”

DT2=“动作1”+“动作3”+“动作4”+“动作6”

按要求，其输入与“动作完成”的关系为：

2XKON应产生与“动作1完成”信号；3XKON应产生与“动作2完成”信号；2XK OFF应产生与“动作3完成”信号；3XK再次ON应产生与“动作4完成”信号；4XKON应产生与“动作5完成”信号；1XKON应产生与“动作6完成”信号。

所以，其逻辑表达式应为

“动作1完成”=XK2

“动作2完成”=XK3

“动作3完成”=XK2非

“动作4完成”=XK3

“动作5完成”=XK4

“动作6完成”=XK1

“原位”=XK1

图2-59为相应的输入、输出逻辑梯形图。

图2-59 输入、输出逻辑梯形图

有了步进逻辑程序加上这个转换程序，PLC运行后，即可实现所要求的控制功能。