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开环控制是什么意思(开环、半闭环、闭环控制方式是啥?)

100次浏览     发布时间:2024-11-19 10:05:51    

学习PLC的朋友经常会听到开环、半闭环、闭环控制,却不太清楚其含义,今天就来聊一聊这个话题,先不谈概念,照例先来看个小例子,

三种控制方式

话说小明的儿子小小黑最近学习退步的厉害,这次考试考得很差,回到家之后小明想我要管一管小小黑的学习,不能再退步了,就先从写作业抓起来吧,怎么个抓法呢,有以下这几种情况:

第一种:小明对小小黑说,你最近退步比较厉害,一定要认真做作业,小小黑没搭理小明,然后小明干自己的事情去了,不管写作业这件事情了。

第二种:小明对小小黑说,你最近退步比较厉害,一定要认真做作业,小小黑说知道了,然后小明干自己的事情去了,不管写作业这件事情了。

第三种:小明对小小黑说,你最近退步比较厉害,一定要认真做作业,等会你做完作业拿给我检查,写得不行重新写,小小黑说知道了,然后小小黑做完作业之后把作业拿给小明检查。

以上三种情况有什么区别,我们来分析一下,第一种情况,小明只是交代一下,但是完全没有收到反馈,甚至小小黑听没听到这句话他都不知道,就到此为止了,而第二种情况,小明交代一下之后,收到了小黑黑的反馈,只是嘴上答应说要认真写作业,但是最终写得怎么样,小明是不清楚的,而第三种情况则是小明不仅交代要认真写,还要小黑黑写完之后把作业拿给他检查,这反馈的是最终的结果,小明就可以真正了解到小黑黑有没有认真写作业。

步进电机和驱动器

我们看一下上面三种情况本质区别在于什么?答案就是在于反馈程度,对于第一种完全没有反馈的我们称之为开环,第二种有反馈但不是最终反馈的我们称之为半闭环,而第三种是最终反馈的我们称之为闭环,这次终于知道你老板天天说的我们工作要做到闭环是啥意思了吧,意思就是他安排一件事下去,要有最终结果给他反馈。

好,理解了上述思想,接下来我们来看下工业上的开环、半闭环、闭环控制是什么,假设我们有一台步进电机,带动一个丝杆和滑块在运动,我们想让滑块移动1000mm,我们使用PLC控制步进驱动器,假如PLC给步进驱动器发10000个脉冲,可以控制滑块移动1000mm,我们同样来看开环、半闭环、闭环控制分别对应什么情况。

步进电机带动滑块运动

第一种:开环控制,这时候是没有任何反馈的,当我想让滑块移动1000mm时候,我PLC只管给步进驱动器发10000个脉冲即可,别的我不管,至于步进电机转没转,转没转够圈数,我都不管,更不用提最终滑块的运动状况了,更管不了。

第二种:半闭环控制,这时候我可以在步进的轴上或者传动机构加一个编码器,通过编码器可以把电机转动情况反馈给PLC,PLC可以根据反馈回来的信息判断步进电机转没转,转没转够圈数,做出相应的补偿处理或者报警处理等,但此时PLC只能管到电机这里,至于后面的滑块是不是真正走够了1000mm,PLC是不知道的,假如我丝杆和滑块时间久了有机械磨损,或者直接坏掉了,这是偶虽然电机转了但是还是不能真正保证滑块真正走了1000mm,但相对于开环控制好了很多。

第三种:闭环控制,这时候我可以在滑块上安装一个真正的位置反馈装置,比如激光测距,条码定位装置、光栅尺等,这时候应为我这传感器是直接在最终执行机构上的,此时我把这些信号反馈给PLC,PLC得到的是我真真正正是最终位置信息,其可以根据这些信息来判断做出相应的补偿处理或者报警处理。

上述两个例子中,其核心思想其实是一样的,不止如此,还有很多其它的控制也是基于这种思想,包括大名鼎鼎的PID控制也是基于反馈的控制,就这三种控制方式而言,总而言之就一句话即:反馈程度决定了控制方式

PID控制

控制精度:闭环控制>半闭环控制>开环控制,系统复杂性:闭环控制>半闭环控制>开环控制,经济投入:闭环控制>半闭环控制>开环控制,怎么选?看项目具体需求和预算。

好了,关于开环、半闭环、闭环控制今天就给大家聊到这里,如有不足欢迎指正,后面有机会会给大家讲解下步进电机和伺服电机相关知识,如果对PLC基础知识感兴趣可以看下我往期的相关文章:西门子PLC中的经常见到的27648是个啥?还搞不懂开关量、模拟量、数字量、脉冲量?来这看看!PLC到底是咋工作的,大白话跟您唠明白!西门子PLC上DC/DC/DC、AC/DC/RLY代表什么?如何选?(全网最细)PLC的IO映像区是啥?有什么用?

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