PLC的PID運(yùn)算及運(yùn)動(dòng)控制探討

　　1、系統(tǒng)初始化：一般小型PLC的系統(tǒng)初始化主要是進(jìn)行初始化、設(shè)置、查找擴(kuò)展模塊等;

　　2、掃描輸入：掃描IO輸入信號(hào);

　　3、執(zhí)行邏輯：根據(jù)用戶PLC程序執(zhí)行邏輯;

　　4、家務(wù)管理：PLC診斷、維護(hù)和其它系統(tǒng)程序執(zhí)行;

　　5、掃描輸出：將邏輯執(zhí)行的結(jié)果輸出;

　　6、通信管理單元：通信服務(wù)程序，響應(yīng)編程軟件和其它通信任務(wù)。

　　PLC運(yùn)行方式：

　　由上面可以看到PLC的運(yùn)行是一種循環(huán)掃描的運(yùn)行方式，實(shí)際上PLC還有定時(shí)掃描和中斷掃描共三種掃描方式。

　　循環(huán)掃描：PLC按上圖循環(huán)執(zhí)行;

　　定時(shí)掃描：PLC根據(jù)用戶設(shè)置的時(shí)間定時(shí)掃描，比方說(shuō)50ms掃描一次，使用這種掃描方式，用戶需要保證用戶程序在設(shè)定時(shí)間內(nèi)一定能掃描完畢，一般PLC使用定時(shí)中斷和子程序結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能(這種情況下與中斷掃描方式并無(wú)不同)，但在IO掃描方面會(huì)有一些細(xì)微的不同，很可能會(huì)用到立即刷新IO的功能塊UpData_IO。

　　中斷掃描：中斷掃描根據(jù)外部或者內(nèi)部中斷的激活中斷掃描程序的運(yùn)行。比方說(shuō)外部IO中斷、高速計(jì)數(shù)中斷、定時(shí)中斷等。

　　十九、PID——溫控、變頻

　　PID(Proportional, Integral andDerivative)是閉環(huán)控制中最常用的一種算法，在包括溫控、水泵、張力、伺服閥、運(yùn)控等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，但因?yàn)槊總€(gè)應(yīng)用的對(duì)象特性都不一樣，這就要求調(diào)試工程師允分了解PID的控制原理，只有這樣我們才能把PID的應(yīng)用好。

　　PID原理：

　　PID是由比例、微分、積分三個(gè)部分組成的，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常只使用其中的一項(xiàng)或者兩項(xiàng)，如P、PI、PD、PID等。

　　從控制原理來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)控制對(duì)象，我們希望控制的輸出達(dá)到我們?cè)O(shè)定的值，我們通常會(huì)使用開環(huán)或者閉環(huán)控制，如果控制對(duì)象的響應(yīng)很穩(wěn)定不會(huì)受到其它環(huán)節(jié)的影響，我們可以選用開環(huán)控制。反之如果被控對(duì)象受到設(shè)定值、負(fù)載或者源端的影響而產(chǎn)生波動(dòng)，我們應(yīng)該選用閉環(huán)控制。下圖是一個(gè)溫控的原理圖：

　　PID執(zhí)行周期(1/10秒) 〔范例〕

　　比例控制(P)：

　　比例控制是最常用的控制手段之一，這也是最符合人的感觀的一種控制，比方說(shuō)我們控制一個(gè)加熱器的恒溫100度，當(dāng)開始加熱時(shí)，離目標(biāo)溫度相差比較遠(yuǎn)，這時(shí)我們通常會(huì)加大加熱，使溫度快速上升，當(dāng)溫度超過(guò)100度時(shí)，我們則關(guān)閉輸出，通常我們會(huì)使用這樣一個(gè)函數(shù)

　　e(t) = SP – y(t);

　　u(t) = e(t)*P

　　SP——設(shè)定值

　　e(t)——誤差值

　　y(t)——反饋值

　　u(t)——輸出值

　　P——比例系數(shù)

　　滯后性不是很大的控制對(duì)象使用比例控制方式就可以滿足控制要求，但很多被控對(duì)象中因?yàn)橛袦笮浴?/P>

　　比方說(shuō)塑膠擠出機(jī)，如果設(shè)定溫度是200度，當(dāng)采用比例方式控制時(shí)，如果P選擇比較大，則會(huì)出現(xiàn)當(dāng)溫度達(dá)到200度輸出為0后，溫度仍然會(huì)止不住的向上爬升，比方說(shuō)升至230度，當(dāng)溫度超過(guò)200度太多后又開始回落，盡管這時(shí)輸出開始出力加熱，但溫度仍然會(huì)向下跌落一定的溫度才會(huì)止跌回升，比方說(shuō)降至170度，最后整個(gè)系統(tǒng)會(huì)穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行振蕩。

如果這個(gè)振蕩的幅度是允許的比方說(shuō)家用電器的控制，那則可以選用比例控制，很多傳統(tǒng)的家用空調(diào)和我們常會(huì)發(fā)現(xiàn)家用空調(diào)始終是間歇工作的，當(dāng)開始制冷時(shí)我們通常會(huì)感到越來(lái)越冷，當(dāng)空調(diào)停止時(shí)又會(huì)感到溫度越來(lái)越高，它采用的則是比例控制

　　比例值太小時(shí)的控制效果圖：

　　如果比例值太小，反饋值始終到不了設(shè)定值(靜態(tài)誤差)就達(dá)到了平衡(如果是加熱的話就是說(shuō)散熱與P*e(t)加熱達(dá)到了一個(gè)平衡)

　　比例值太大時(shí)的控制效果圖：

　　如果比例值太大，則被控對(duì)象會(huì)出上圖所示的振蕩，當(dāng)然振蕩點(diǎn)不一定是在設(shè)定值，