PLC的PID運算及運動控制探討

　　1、系統(tǒng)初始化：一般小型PLC的系統(tǒng)初始化主要是進行初始化、設置、查找擴展模塊等;

　　2、掃描輸入：掃描IO輸入信號;

　　3、執(zhí)行邏輯：根據(jù)用戶PLC程序執(zhí)行邏輯;

　　4、家務管理：PLC診斷、維護和其它系統(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：通信服務程序，響應編程軟件和其它通信任務。

　　PLC運行方式：

　　由上面可以看到PLC的運行是一種循環(huán)掃描的運行方式，實際上PLC還有定時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;

　　定時掃描：PLC根據(jù)用戶設置的時間定時掃描，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定時間內(nèi)一定能掃描完畢，一般PLC使用定時中斷和子程序結(jié)合起來實現(xiàn)這個功能(這種情況下與中斷掃描方式并無不同)，但在IO掃描方面會有一些細微的不同，很可能會用到立即刷新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行。比方說外部IO中斷、高速計數(shù)中斷、定時中斷等。

　　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、運控等行業(yè)得到了廣泛的應用，但因為每個應用的對象特性都不一樣，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的應用好。

　　PID原理：

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

　　從控制原理來說，當一個控制對象，我們希望控制的輸出達到我們設定的值，我們通常會使用開環(huán)或者閉環(huán)控制，如果控制對象的響應很穩(wěn)定不會受到其它環(huán)節(jié)的影響，我們可以選用開環(huán)控制。反之如果被控對象受到設定值、負載或者源端的影響而產(chǎn)生波動，我們應該選用閉環(huán)控制。下圖是一個溫控的原理圖：

　　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加熱器的恒溫100度，當開始加熱時，離目標溫度相差比較遠，這時我們通常會加大加熱，使溫度快速上升，當溫度超過100度時，我們則關閉輸出，通常我們會使用這樣一個函數(shù)

　　e(t) = SP – y(t);

　　u(t) = e(t)*P

　　SP——設定值

　　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象使用比例控制方式就可以滿足控制要求，但很多被控對象中因為有滯后性。

　　比方說塑膠擠出機，如果設定溫度是200度，當采用比例方式控制時，如果P選擇比較大，則會出現(xiàn)當溫度達到200度輸出為0后，溫度仍然會止不住的向上爬升，比方說升至230度，當溫度超過200度太多后又開始回落，盡管這時輸出開始出力加熱，但溫度仍然會向下跌落一定的溫度才會止跌回升，比方說降至170度，最后整個系統(tǒng)會穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)進行振蕩。

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

　　比例值太小時的控制效果圖：

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

　　比例值太大時的控制效果圖：

　　如果比例值太大，則被控對象會出上圖所示的振蕩，當然振蕩點不一定是在設定值，