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控製係統

PLC的PID運算及運動控製探討

星之球激光 來源:電子發燒友2011-12-10 我要評論(0 )   

PLC的工作流程 1、係統初始化:一般小型PLC的係統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、執行邏輯:根據用戶PLC程序執行邏輯...

 PLC的工作流程

  1、係統初始化:一般小型PLC的係統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、執行邏輯:根據用戶PLC程序執行邏輯;

  4、家務管理:PLC診斷、維護和其它係統程序執行;

  5、掃描輸出:將邏輯執行的結果輸出;

  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:

  由上麵可以看到PLC的運行是一種循環掃描的運行方式,實際上PLC還有定時掃描和中斷掃描共三種掃描方式。

  循環掃描:PLC按上圖循環執行;

  定時掃描:PLC根據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(nei) 一定能掃描完畢,一般PLC使用定時中斷和子程序結合起來實現這個(ge) 功能(這種情況下與(yu) 中斷掃描方式並無不同),但在IO掃描方麵會(hui) 有一些細微的不同,很可能會(hui) 用到立即刷新IO的功能塊UpData_IO。

  中斷掃描:中斷掃描根據外部或者內(nei) 部中斷的激活中斷掃描程序的運行。比方說外部IO中斷、高速計數中斷、定時中斷等。

  十九、PID——溫控、變頻

  PID(Proportional, Integral andDerivative)是閉環控製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(ye) 得到了廣泛的應用,但因為(wei) 每個(ge) 應用的對象特性都不一樣,這就要求調試工程師允分了解PID的控製原理,隻有這樣我們(men) 才能把PID的應用好。

  PID原理:

  PID是由比例、微分、積分三個(ge) 部分組成的,在實際應用中經常隻使用其中的一項或者兩(liang) 項,如P、PI、PD、PID等。

  從(cong) 控製原理來說,當一個(ge) 控製對象,我們(men) 希望控製的輸出達到我們(men) 設定的值,我們(men) 通常會(hui) 使用開環或者閉環控製,如果控製對象的響應很穩定不會(hui) 受到其它環節的影響,我們(men) 可以選用開環控製。反之如果被控對象受到設定值、負載或者源端的影響而產(chan) 生波動,我們(men) 應該選用閉環控製。下圖是一個(ge) 溫控的原理圖:

  PID執行周期(1/10秒) 〔範例〕

  比例控製(P):

  比例控製是最常用的控製手段之一,這也是最符合人的感觀的一種控製,比方說我們(men) 控製一個(ge) 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(men) 通常會(hui) 加大加熱,使溫度快速上升,當溫度超過100度時,我們(men) 則關(guan) 閉輸出,通常我們(men) 會(hui) 使用這樣一個(ge) 函數

  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——比例係數

  滯後性不是很大的控製對象使用比例控製方式就可以滿足控製要求,但很多被控對象中因為(wei) 有滯後性。

  比方說塑膠擠出機,如果設定溫度是200度,當采用比例方式控製時,如果P選擇比較大,則會(hui) 出現當溫度達到200度輸出為(wei) 0後,溫度仍然會(hui) 止不住的向上爬升,比方說升至230度,當溫度超過200度太多後又開始回落,盡管這時輸出開始出力加熱,但溫度仍然會(hui) 向下跌落一定的溫度才會(hui) 止跌回升,比方說降至170度,最後整個(ge) 係統會(hui) 穩定在一定的範圍內(nei) 進行振蕩。

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