西門子plc控制器PID運(yùn)算及控制介紹

　　西門子plc的工作流程 1，系統(tǒng)初始化：一般小型PLC系統(tǒng)初始化主要是初始化，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)用戶西門子plc程序執(zhí)行邏輯; 4.內(nèi)務(wù)管理：執(zhí)行PLC診斷，維護(hù)等系統(tǒng)程序; 5.掃描輸出：輸出邏輯執(zhí)行結(jié)果; 6.通信管理：通信服務(wù)程序，響應(yīng)西門子plc編程軟件和其他通信任務(wù)。

　　西門子plc運(yùn)行方式： 從上面可以看出，PLC的操作是循環(huán)掃描操作模式。事實(shí)上，西門子plc還有三種掃描模式：定時(shí)掃描和中斷掃描。 循環(huán)掃描：PLC按上圖執(zhí)行; 定時(shí)掃描：西門子plc根據(jù)用戶設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行掃描，例如50ms掃描。使用此掃描模式，用戶需要確?？梢栽谠O(shè)定的時(shí)間內(nèi)掃描用戶程序。通用PLC使用定時(shí)器中斷和子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。功能(在這種情況下，它與中斷掃描沒(méi)有區(qū)別)，但I(xiàn)O掃描存在一些細(xì)微差別，并且可能使用功能塊UpData_IO立即刷新IO。

　　PID——溫控、變頻 PID(比例，積分和微分)是閉環(huán)控制中最常用的算法。它廣泛應(yīng)用于溫度控制，水泵，張力，伺服閥和操作控制等行業(yè)，但由于每個(gè)應(yīng)用的目標(biāo)特點(diǎn)。不同的是，這需要調(diào)試工程師了解PID的控制原理，以便我們能夠很好地應(yīng)用PID。

　　PID原理： PID由三部分組成：比例，差分和積分。在實(shí)踐中，僅使用其中的一個(gè)或兩個(gè)，例如P，PI，PD，PID等。另一方面，如果受控對(duì)象由于設(shè)定值，負(fù)載或源而受到波動(dòng)，我們應(yīng)該使用閉環(huán)控制。下圖是溫度控制的示意圖：

　　西門子plc PID執(zhí)行周期

　　比例控制： 比例控制是最基本的控制方式。這也是最適合人們感知的控制。例如，我們控制加熱器的恒溫99度。開(kāi)始加熱時(shí)，它遠(yuǎn)離目標(biāo)溫度。我們通常會(huì)增加加熱溫度以使溫度快速升高，當(dāng)溫度超過(guò)99度時(shí)，我們關(guān)閉輸出。通常我們使用這樣的功能。 e(t)=SP– Y(T); u(t)=e(t)* P. SP——設(shè)定值 e(t)——錯(cuò)誤值 Y(t)的——反饋價(jià)值 u(t)——輸出值 P——比例系數(shù) 滯后不是很大的控制對(duì)象可以通過(guò)比例控制方法滿足控制要求，但許多受控對(duì)象具有滯后。 例如，如果設(shè)定溫度為200度，如果溫度設(shè)定為200度，如果P選擇相對(duì)較大，當(dāng)溫度達(dá)到200度并且輸出為0時(shí)，將會(huì)有向上爬升。例如，上升到230度。當(dāng)溫度超過(guò)200度時(shí)，它開(kāi)始回落。即使輸出開(kāi)始升溫，溫度仍然會(huì)下降到一定溫度，然后再回落到170度。最后，整個(gè)系統(tǒng)將在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定并振蕩。許多傳統(tǒng)的家用空調(diào)我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)家用空調(diào)總是間歇性地工作。當(dāng)我們開(kāi)始冷卻時(shí)，我們通常會(huì)感覺(jué)越來(lái)越多。冷，當(dāng)空調(diào)停止時(shí)，它會(huì)感覺(jué)到溫度越來(lái)越高，它采用比例控制 比率值太小的控制效果圖：

　　如果比率太小，反饋值將永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到設(shè)定值(靜態(tài)誤差)并達(dá)到平衡(如果加熱，則散熱和P * e(t)加熱達(dá)到平衡) 當(dāng)刻度值太大時(shí)控制效果圖：