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廈門莫格電氣自動化有限公司
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更新時間:2017-09-20 14:19:21瀏覽次數(shù):558次
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1 引言VLT2815PT4B20STR0DBF10A00
在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中,常需要用閉環(huán)控制方式來實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量控制。無論使用模擬控制器的模擬控制系統(tǒng),還是使用計(jì)算機(jī)(包括PLC)的數(shù)字控制系統(tǒng),PID控制都得到了廣泛的應(yīng)用。
PID控制器是比例-積分-微分控制的簡稱,具有
(1) 不需要精確的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;
(2) 有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性;
(3) 結(jié)構(gòu)典型、程序設(shè)計(jì)簡單,工程上易于實(shí)現(xiàn),參數(shù)調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。積分控制可以消除系統(tǒng)的靜差,微分控制可以改善系統(tǒng)的動態(tài)相應(yīng)速度,比例、積分、微分三者有效地結(jié)合可以滿足不同的控制要求。
2 PLC實(shí)現(xiàn)PID的控制方式
2.1 PID過程控制模塊
這種模塊的PID控制程序是PLC生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的,并存放在模塊中,用戶使用時序要設(shè)置一些參數(shù),使用起來非常方便,一個模塊可以控制幾路甚至幾十路閉環(huán)回路。
2.2 PID功能指令
現(xiàn)在很多PLC都有供PID控制用的功能指令,如S7-200的PID指令。它們實(shí)際上是用于PID控制的子程序,與模擬量輸進(jìn)/輸出模塊一起使用,可以得到類似于使用PID過程控制模塊的效果。
2.3 用自編的程序?qū)崿F(xiàn)PID閉環(huán)控制
有的PLC沒有PID過程控制模塊和PID控制用的功能指令,有時固然可以使用PID控制指令,但是??床捎媚撤N改進(jìn)的PID控制算法。在上述情況下都需要用戶自己編制PID控制程序。
3 PLC-PID控制器的實(shí)現(xiàn)
本文以西門子S7-200PLC為例,說明PID控制的原理及PLC的PID功能指令的使用及控制功能的實(shí)現(xiàn)。
3.1 PID控制器的數(shù)字化
PLC的PID控制器的設(shè)計(jì)是以連續(xù)系統(tǒng)的PID控制規(guī)律為基礎(chǔ),將其數(shù)字化寫成離散形式的PID控制方程,再跟據(jù)離散方程進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)。
在連續(xù)系統(tǒng)中,典型的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖1所示。圖1中sp(t)是給定值,pv(t)是反饋量,c(t)是系統(tǒng)的輸出量,PID控制的輸進(jìn)輸出關(guān)系式為:
式中:
M(t)—控制器的輸出量,M0為輸出的初始值;
e(t)=sp(t)-pv(t)-誤差信號;
KC比例系數(shù);
TI-積分時間常數(shù);
TD-微分時間常數(shù)。
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