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比例控制方式
比例控制模式根据误差按比例改变控制器输出。如果误差增加，则控制动作按比例增加。

比例控制的可调设置称为控制器增益 (Kc)。较高的控制器增益会增加给定误差的比例控制量。如果控制器增益设置得太高，控制回路将开始振荡并变得不稳定。如果设置得太低，控制回路将无法充分响应干扰或设置点变化。

对于大多数控制器，调整控制器增益设置会影响积分和微分控制模式中的响应量。

纯比例控制器
通过关闭积分和微分模式，可以将 PID 控制器配置为仅产生比例作用。比例控制器易于理解和调整：控制器输出只是控制误差乘以控制器增益，再加上偏置。需要偏置，以便控制器可以在误差为零（设的过程变量）时保持非零输出。缺点是偏移量，这是一种持续误差，不能仅通过比例控制来消除。在纯比例控制下，偏移将一直存在，直到操作员手动更改控制器输出的偏差以消除偏移。这称为控制器的手动重置。

FBM202使用位于工厂车间边缘的控制器的术语是“远程 I/O”。这些控制器小巧、灵活且坚固，具有足够的数字 IO 通道，以将工业设备使用的多个高输入和输出电压（标称 24V）转换为控制器使用的较低电压（<5V）。图 4 中所示的 IC 非常适合此目的。它是符合 IEC 61131-2 标准、软件可配置的 4 通道工业数字输出、数字输入设备，可按通道配置为高侧 (HS) 开关、推挽 (PP) 驱动器，或类型 1 和 3，或类型 2 数字输入（根据需要）。这意味着如果受控过程需要重新配置，该单个 IC 可用于为控制器提供 4 个数字输入或 4 个数字输出（或两者之间的任何组合），并灵活地改变通道方向（仅使用软件）。该部件的另一个优点是它有一个 SPI 接口，允许将这些 IC 中的几个以菊花链形式连接在一起，为控制器提供更多的数字 IO 通道。该 IC 集成了诊断功能，包括断线检测和 CRC 数据错误检查，同时 SafeDemagTM功能允许它在用作 DO 时安全地放电任何数量的电感负载。它被在高达 40V 的电源电压下运行（但可以承受高达 65V 的瞬态电压）以实现稳健的性能。虽然它非常适合用于小型工厂车间边缘（4 通道或更多通道）控制器的设计，但它也适用于使用前面描述的控制柜布置的现有控制器。使用此 IC，无需在工业过程发生变化时手动交换数字输入 (DI) 和数字输出 (DO) 卡，可以使用软件对单个卡类型进行编程以用作 DI 或 DO - 从而节省空间，简化接线并减少系统停机时间。

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梯形图逻辑 是用于 PLC 的主要编程方法。它模仿继电器逻辑（开关、继电器、线圈和触点的组合）。使用梯形图逻辑作为主要编程方法的决定非常具有战略意义，因为它不需要太多时间来重新培训工程师来适应这一点。代 PLC 使用基于继电器逻辑接线图的技术进行编程。这消除了教电工、维护技术人员和工程师如何编程的需要。时至今日，梯形图逻辑仍然是流行的 PLC 编程方法。

下面是一个非常简单的电机控制继电器逻辑及其对应的梯形图逻辑。继电器逻辑具有启动开关、停止开关、控制继电器和继电器线圈 (CR1) 以及电机 (Mtr)。梯形图逻辑与继电器逻辑具有相似的外观和感觉。但是继电器逻辑的物理开关和线圈被 PLC 的内存位置取代，表示为输入 (I) 和输出 (O)。

PLC 系统处理许多数字，这些数字代表与过程有关的不同类型的信息。这些过程或机器参数可以是输入或输出设备、计时器、计数器或其他数据值的状态。这些存储器类型可用于存储各种信息，并可在各种继电器梯形图逻辑指令中使用。这些通常称为“标签”。标签可以是不同的数据类型。布尔（离散）、整数、浮点数、字符串和时间。

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高速控制

推动选择现代控制器的另一个特点是能够控制运动和其他高速应用。执行这些功能需要高速 I/O，以及强大的处理器和确定高速任务级的能力。

虽然一些控制器提供多个运动轴之间的协调，但 Paulk 表示，即使是两个轴之间的协调运动通常也需要特殊的硬件和内置控制器功能：

，需要高速输出 (HSO) 模块和高速输入 (HSI) 模块。HSO 模块生成脉冲和方向命令来命令伺服驱动器运行两个或多个伺服电机。这些脉冲和方向命令可以控制各种应用，例如定长切割、缝合和协调的 xy 轴移动。

可编程滚筒开关 (PDS) 和可编程限位开关提供额外的高速控制功能。PDS 能够以高达 1 MHz 的速率监控多个设备，例如编码器。这些输入信号用于以每秒数万次的速率协调和控制输出。这种类型的硬件配置提供了立于控制器扫描时间的运动控制，控制器扫描时间可能因处理器负载而异。

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工业控制器选型
大多数工业控制器，例如可编程逻辑控制器(PLC) 和可编程自动化控制器 (PAC)，都可以处理基本功能，例如离散和模拟输入和输出的实时监控和控制。Paulk 说，在工业控制器时，通常会关注其他功能，例如数据处理、通信和高速控制。他从数据处理和日志记录开始：

具有基于标签名称的编程的现代控制器具有多种数据处理功能，包括内置数据记录。一些控制器还可以与企业级系统（例如企业资源规划 (ERP) 系统）中的标准数据库进行交互。

数据记录通常是基于事件或计划的。事件由状态变化触发。计划的数据记录被配置为定期发生，例如每分钟、每小时、每天或每月。

可以记录的标签数量通常是有限的，但至少应为每个计划或触发的事件存储 50 个标签值。系统错误还应与错误或事件的时间和日期一起存储。

除了本地数据记录之外，一些控制器还可以与 IT 企业系统进行通信。市场上的几种软件工具，包括 KepWare KEPServerEX，允许用户在 IT 企业系统和 PLC 之间建立连接，以允许从 PLC 收集数据并将数据保存在数据库中。

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信息系统和制造现场之间顺畅、灵活的双向数据交换对于数字化解决方案的实施至关重要，过去这项任务由 PC 或网关处理。
要在不使用此类硬件的情况下实现信息系统与制造现场使用的工业控制器的无缝互联，控制器能够满足信息系统的连接要求。然而，问题是在这些站点使用的 PLC 和其他控制器上运行的程序传统上是使用梯形逻辑（一种适合自动控制的编程语言）编写的，这不符合信息化的要求系统。实践中的困难在于，尝试使用梯形逻辑以信息系统所需的格式（例如文本或 JavaScript 对象表示法 (JSON)）复制数据会干扰控制所需的实时性能。
P0973LN的主要特点是控制执行速度更快，可以使用C/C++编程语言处理信息，这意味着它可以满足信息系统的要求，同时仍保持控制功能的实时性。它还可以与各种不同的控制网络一起工作。
除了基于以太网的控制网络（包括 EtherCAT *3、EtherNet/IP *4、PROFINET *5和 FL-net）之外，它还支持制造现场长期使用的传统标准，例如 Modbus *6， DeviceNet *7和 PROFIBUS *8。与其他供应商的 PLC 通信的编程支持也正在逐步添加。可以添加数据处理所需的协议，其中一个示例应用程序是正在进行的使用制造现场数据的工作，涉及到 Hitachi Data Hub 的连接。
P0973LN 系列支持各种形式的工业以太网（PROFINET、EtherNet/IP、Modbus/TCP 和 FL-net），当与上述共享内存组合时，可以连接到现有的控制设备和设施设备，是能够在控制执行的同时从该设备收集数据，通过共享内存将其传输到信息系统，并将其转发到云端或其他地方的服务器。这提供了设施设备和信息服务器之间的无缝连接。