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《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》的知识结构严谨，强调实用性，可作为高等院校工业自动化、电气技术、机电一体化以及相关专业的教学用书，也可作为高职高专以及“可编程序控制系统设计师”职业资格的培训教材或自学用书，还可供有关工程技术人员参考。《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》在案例讨论时，采用CP1H和CJ1H型PLC的地址编写梯形图，读者可视使用的PLC机型稍作调整，或在培训教师的指导下完成。
内容简介
《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》以OMRON公司生产的CP1H、CJ1H型可编程序控制器（PLC）为基本机型，结合编者的教学与工程实践经验，引用典型实例详细介绍了PLC模拟量输入／输出单元的基本原理和使用方法，数字滤波、量程变换和。PID算法的编程方法。借助此书，读者将循序渐进地掌握处理模拟量的典型方法，举一反三，触类旁通。目录
案例1 模拟量输入数据采集1.1 模拟量输入单元的配置
1.1.1 CJ1W-AD081-V1单元的工作原理
1.1.2 CJ1W-AD081-V1单元的使用方法
1.2 量程变换
1.2.1 标度指令SCL（194）的工作原理
1.2.2 标度指令SCL（194）的应用实例
1.2.3 标度2指令SCL2（486）的工作原理
1.2.4 标度2指令SCL2（486）的应用实例
1.3 数字滤波
1.3.1 限幅滤波的原理
1.3.2 限幅滤波的应用实例
1.3.3 限幅滤波编程指令的使用方法
1.3.4 算术平均值滤波的原理
1.3.5 算术平均值滤波的应用实例
1.3.6 算术平均值滤波编程指令的使用方法
1.3.7 加权平均值滤波的原理
1.3.8 滑动平均值滤波的原理
1.3.9 滑动平均值滤波的应用实例
1.3.10 字移位指令WSFT（016）的工作原理
1.4 CJ系列PLC综述
1.4.1 CJ系列PLC的系统特点与功能
1.4.2 CJ系列PLC的基本结构与配置
1.4.3 CJ系列PLC的I／O扩展
1.4.4 CJ系列PLC的基本I／0单元
1.4.5 CJ系列PLC的特殊I／0单元
1.4.6 CJ系列PLC的存储器
思考与练习
案例2 模拟量输出数据处理
2.1 模拟量输出单元的配置
2.1.1 CJ1W—DA041单元的工作原理
2.1.2 CJ1w—DA041单元的使用方法
2.2 量程逆变换
2.2.1 标度3指令SCL3（487）的工作原理
2.2.2 标度3指令SCL3（487）的应用实例
2.3 锯齿波发生器的程序设计
2.3.1 PLC设计锯齿电压波发生器的步骤
2.3.2 锯齿电压波发生器的编程实例
2.3.3 锯齿电压波发生器编程指令的使用方法
思考与练习
案例3 PLC温度控制系统设计
3.1 PLC回路控制方案概述
3.2 空调系统流程及控制要求
3.3 控制系统配置及I／O分配
3.3.1 系统硬件配置
3.3.2 I／O分配
3.4 CP1H PLC模拟量输入／输出单元
3.4.1 CP1H模拟量输入单元功能
3.4.2 CP1H模拟量输入单元的工作原理
3.4.3 CP1H模拟量输出单元功能
3.4.4 CP1H模拟量输出单元的工作原理
3.5 控制系统程序设计
3.5.1 控制系统程序设计流程
3.5.2 模拟量单元的软件设置
3.5.3 量程换算
3.5.4 PID算法
3.5.5 PID算法编程实例
3.5.6 自整定PID控制算法
3.5.7 量程标度的标准化
3.5.8 报警程序实例
3.6 CP1H系列PLC综述
3.6.1 CP1H PLC的基本结构与系统特点
3.6.2 CPU单元
3.6.3 CP1H PLC的输入／输出单元
3.6.4 CP1H PLC的存储器
3.6.5 CP1H PLC的I/O扩展单元
思考与练习
附录一 CPIH的开关量输入／输出规格（XAX）型
附录二 CPIH扩展单元
参考文献
精彩书摘
①数字滤波无需硬件，仅用一个计算过程，可靠性高，不存在阻抗匹配问题，尤其是数字滤波可以对频率很高或很低的信号进行滤波，这是模拟滤波器做不到的。②数字滤波是用软件算法实现的，多输入通道可用一个软件“滤波器”从而降低系统开支。
③只要适当改变软件滤波器的滤波程序或运行参数，就能方便地改变其滤波特性，这对于低频、脉冲干搅、随机噪声等特别有效。
常用的数字滤波器算法有限幅滤波法、中值判断法、算术平均值法、加权平均值滤波法、滑动平均值滤波法和复合滤波法等。本节采用PLC梯形图语言编程实现数字滤波，下面选择几种常用的滤波方法来介绍PLc编程方法。
1.3.1 限幅滤波的原理
由实际的工程实践可知，因被测对象惯性而导致的取样值变化速率是有限的，但当取样电路的误差与电磁干扰等因素可能使取样值出现起伏，且频率较高时，可以考虑通过数字滤波的方法消除。
在实际过程中任何物理量的变化都需要一定的时间，因此相邻两次取样值之差△Y不应超过某一定值，当△Y，大于某一定值时，可以判断测量值肯定是某种因素引起的干扰，应将其剔除。
前言/序言
可编程序控制器（PLC）是综合了计算机技术、自动化控制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、操作灵活、编程简便以及适合于工业环境等一系列优点，在工业自动化、过程控制、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现代工业控制的三大支柱之一。本书编者是2005年北京市级精品课程“可编程序控制器”的主讲教师，是中国劳动和社会保障部聘请的《可编程序控制系统设计师国家职业标准》的起草专家组成员，曾主持天津一汽丰田汽车厂空调控制系统程序设计等多项实际项目，主编的《可编程序控制器系统原理及应用》一书被评为2006年北京市高等教育精品教材。
本书以OMRON（欧姆龙）公司生产的CPlH型和CJlH型PLC为典型机型，从案例出发，讲述PLc模拟量输入／输出单元的基本原理和使用方法，数字滤波、量程变换和PID算法的编程方法。本书在案例讨论时，采用CP1H和CJ1H型PLC的地址编写梯形图，读者可视使用的PLC机型稍作调整，或在培训教师的指导下完成。
全书共分3个案例。案例1模拟量输入数据采集，介绍PLC的模拟量输入单元工作原理、使用方法及软件设置，量程变换与数字滤波的编程方法等内容，由霍罡、曹辉编写；案例2模拟量输出数据处理，介绍模拟量输出单元工作原理、使用方法及软件设置，量程逆变换与锯齿波发生器的编程实例，由霍罡编写；案例3 PLc温度控制系统设计，以某汽车厂装配车间空调系统为例，综合介绍控制系统的硬件构成，模拟量输入／输出配置，量程变换及PID算法等实际应用内容，并兼顾CPlH与CJlH型PLC的基础知识，由霍罡编写。全书由霍罡统稿，参加编写的还有樊晓兵、杭和平、解晗、罗维、高雪飞、李志娟、谢飞、杨玉稚。书中所有程序均已通过调试，便于读者对照使用。
在本书编写中，欧姆龙自动化（中国）统辖集团、高等教育出版社给予了大力的支持和帮助；浙江机电职业技术学院戴一平老师提供了案例资料；厦门大学林育兹老师审阅了全书，提出了许多宝贵意见。
用户评价
这本书实在太实用了！我是一名刚刚接触PLC不久的技术员，之前一直在理论学习，总觉得抓不住实际应用的精髓。收到这本《可编程序控制系统应用案例系列丛书：可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》后，我简直如获至宝。首先，它的案例选择非常贴近工业生产中的常见场景，比如温度控制、流量控制、压力控制等，这些都是我工作中经常会遇到的问题。书中没有空泛的理论讲解，而是直接从实际需求出发，一步步教你如何选择合适的传感器、如何进行信号采集、如何编写PLC程序来实现精确的模拟量控制。最让我惊喜的是，它对PID算法的讲解非常透彻，不仅仅是公式的罗列，更是通过大量的图示和代码示例，让你真正理解PID的三个参数（比例P、积分I、微分D）是如何影响控制效果的，以及如何根据不同的应用场景进行参数整定。我按照书中的方法，成功地优化了车间里一条生产线的温度控制系统，原本波动较大的温度现在稳定了很多，产品合格率也得到了显著提升。这本书真的让我从“懂PLC”变成了“会用PLC”。
评分对于想要深入理解PLC模拟量控制和PID算法的读者来说，这本《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》绝对是一本不可多得的佳作。它打破了许多同类书籍理论与实践脱节的窠臼，而是将复杂的控制理论巧妙地融入到一个个生动且具有代表性的工业应用案例之中。书中对模拟量信号的处理，从最初的传感器原理、信号类型、信号转换，到PLC的模拟量模块配置、硬件接线、以及软件上的 Scaling 和 Filtering，都进行了深入浅出的讲解，为后续的PID控制打下了坚实的基础。而PID算法的部分，作者并没有止步于理论公式，而是花了大量的篇幅去阐述不同控制对象特性对PID参数整定的影响，并提供了多种实用的整定方法，例如Ziegler-Nichols方法、试凑法以及基于模型的方法等，并结合了具体的PLC程序实现，让读者能够直观地理解和掌握。书中关于如何处理实际工程中的一些棘手问题，例如死区、非线性环节、以及如何实现抗积分饱和等高级控制策略，更是让这本书的实用价值倍增，无疑是PLC工程师提升专业技能的宝贵参考。
评分我是一名工业设备维护人员，平时的工作就是要确保各种自动化设备能够稳定运行。最近我们厂引进了一批新的智能化生产线，其中涉及到不少精确的模拟量控制和PID调节。之前对这方面了解不深，遇到问题时常常束手无策。偶然的机会，我接触到了这本《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》。这本书简直是为我量身定做的！它用非常通俗易懂的语言，结合大量的图表和程序片段，把我之前觉得很头疼的模拟量输入输出、变送器选型、信号隔离等问题讲得明明白白。尤其是PID算法部分，书中通过实际的温控和压力控制案例，一步步地演示了如何对PID参数进行整定，如何处理实际应用中遇到的各种干扰，以及如何利用PLC的强大功能来优化控制效果。我曾利用书中介绍的方法，成功解决了一台关键设备的温度异常波动问题，大大减少了停机时间和维修成本。这本书不仅提升了我的理论知识，更重要的是，它给了我解决实际问题的能力和信心。
评分作为一名资深的自动化工程师，我阅览过不少关于PLC的书籍，但这本书无疑是其中的佼佼者。它并非仅仅停留在基础功能的介绍，而是深入到PLC核心应用——模拟量处理和PID控制的细节层面。书中对各种模拟量输入输出模块的选型、接线、信号转换等问题都做了详尽的阐述，这对于新手来说是至关重要的基础。而PID算法的部分，更是堪称点睛之笔。作者并没有简单地给出PID的通用公式，而是结合了大量的实际工业过程的动态特性，分析了不同类型过程（例如滞后过程、一阶惯性过程等）对PID参数整定的影响。书中提供的案例，从简单的温控系统到复杂的流量控制系统，都涵盖了从原理分析、算法实现到调试优化的全过程，让我看到了如何将抽象的PID理论转化为实际可操作的解决方案。特别是其中关于“抗积分饱和”和“抗微分先行”等高级PID控制技巧的介绍，对于提升控制系统的鲁棒性和动态性能非常有帮助，这在很多同类书籍中是很难见到的。读完此书，我感觉自己的PID控制技能得到了一个质的飞跃。
评分这本《可编程序控制器模拟量及PID算法应用案例》简直是我在PLC学习道路上遇到的里程碑。我之前一直在学习PLC的基础编程，但对于如何处理传感器传来的连续变化的模拟量信号，以及如何利用PID算法实现精确的闭环控制，始终感觉云里雾里。这本书则像一位经验丰富的老师傅，手把手地教我如何从零开始构建一个完整的模拟量控制系统。它从模拟量的基本概念讲起，到各种类型传感器的原理和选型，再到PLC如何采集和处理这些信号，每一个环节都介绍得非常细致。最让我受益匪浅的是PID算法的讲解。书中提供的多个实际应用案例，例如针对不同工艺要求的温度控制、液位控制，都清晰地展示了PID算法在不同场景下的应用思路和实现方法。作者甚至还分享了一些在实际工程中遇到的常见问题和解决方案，例如如何应对干扰、如何防止积分饱和等。这本书的案例代码也十分实用，可以直接借鉴和修改，极大地缩短了我的开发周期。
评分《可编程C序控制器模拟量及PID算法应用案v例》在案例讨论时，g采用CP1H和CJ1H型PLC的地址编写梯形图，读者可视使用的PLC机型稍作调整，或在培训教师的指导下完成。
评分1.4.4
评分由实际的工S程实践可知，因被测对象惯性而导致的取样值变化速率T是有限T的，但当取样电路的T误差与电磁U干扰等因素可能使取样值出现起伏，且y频U率z较高yp时，可以考虑通过数字滤波V的方法消除。
评分3.5.3
评分3.2
评分CP1H模拟量输入单元的工作原理
评分CPIH的e开关量输入／输出规格（XAX）型
评分1w.4
评分锯W齿电压波发生器编程指令的使W用方法
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