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控制系統(tǒng)

PLC的PID運(yùn)算及運(yùn)動(dòng)控制探討

星之球激光 來源:電子發(fā)燒友2011-12-10 我要評(píng)論(0 )   

PLC的工作流程 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...

 PLC的工作流程

  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)合起來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能(這種情況下與中斷掃描方式并無不同),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。

  從控制原理來說,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,比方說升至230度,當(dāng)溫度超過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。

 

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