PLC的PID运算及运动控制探讨

　　PLC的工作流程

　　1、系统初始化：一般小型PLC的系统初始化主要是进行初始化、设置、查找扩展模块等;

　　2、扫描输入：扫描IO输入信号;

　　3、执行逻辑：根据用户PLC程序执行逻辑;

　　4、家务管理：PLC诊断、维护和其它系统程序执行;

　　5、扫描输出：将逻辑执行的结果输出;

　　6、通信管理单元：通信服务程序，响应编程软件和其它通信任务。

　　PLC运行方式：

　　由上面可以看到PLC的运行是一种循环扫描的运行方式，实际上PLC还有定时扫描和中断扫描共三种扫描方式。

　　循环扫描：PLC按上图循环执行;

　　定时扫描：PLC根据用户设置的时间定时扫描，比方说50ms扫描一次，使用这种扫描方式，用户需要保证用户程序在设定时间内一定能扫描完毕，一般PLC使用定时中断和子程序结合起来实现这个功能(这种情况下与中断扫描方式并无不同)，但在IO扫描方面会有一些细微的不同，很可能会用到立即刷新IO的功能块UpData_IO。

　　中断扫描：中断扫描根据外部或者内部中断的激活中断扫描程序的运行。比方说外部IO中断、高速计数中断、定时中断等。

　　十九、PID——温控、变频

　　PID(Proportional, Integral andDerivative)是闭环控制中最常用的一种算法，在包括温控、水泵、张力、伺服阀、运控等行业得到了广泛的应用，但因为每个应用的对象特性都不一样，这就要求调试工程师允分了解PID的控制原理，只有这样我们才能把PID的应用好。

　　PID原理：

　　PID是由比例、微分、积分三个部分组成的，在实际应用中经常只使用其中的一项或者两项，如P、PI、PD、PID等。

　　从控制原理来说，当一个控制对象，我们希望控制的输出达到我们设定的值，我们通常会使用开环或者闭环控制，如果控制对象的响应很稳定不会受到其它环节的影响，我们可以选用开环控制。反之如果被控对象受到设定值、负载或者源端的影响而产生波动，我们应该选用闭环控制。下图是一个温控的原理图：

　　PID执行周期(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，这也是最符合人的感观的一种控制，比方说我们控制一个加热器的恒温100度，当开始加热时，离目标温度相差比较远，这时我们通常会加大加热，使温度快速上升，当温度超过100度时，我们则关闭输出，通常我们会使用这样一个函数

　　e(t) = SP – y(t);

　　u(t) = e(t)*P

　　SP——设定值

　　e(t)——误差值

　　y(t)——反馈值

　　u(t)——输出值

　　P——比例系数

　　滞后性不是很大的控制对象使用比例控制方式就可以满足控制要求，但很多被控对象中因为有滞后性。

　　比方说塑胶挤出机，如果设定温度是200度，当采用比例方式控制时，如果P选择比较大，则会出现当温度达到200度输出为0后，温度仍然会止不住的向上爬升，比方说升至230度，当温度超过200度太多后又开始回落，尽管这时输出开始出力加热，但温度仍然会向下跌落一定的温度才会止跌回升，比方说降至170度，最后整个系统会稳定在一定的范围内进行振荡。