【文章內容簡介】 +OUT→測溫模擬量端子V0M0A+A I/O接線圖圖24 輸入輸出接線圖注意事項： 接線時注意模塊的輸入端子應接變送器的輸出，輸出端子接驅動模塊的正負端子，且注意極性不能接反，否則燒壞PLC。模擬量沒用的端子應該短接，不能懸空。PLC模塊不需接電源，與自身電源提供。當發(fā)生意外情況時應立即切斷電源，檢查電路。系統(tǒng)調試時，應檢查接線，檢查無誤后才可上電。3 控制算法設計在生產過程自動控制的發(fā)展歷史過程中，PID控制是歷史最悠久，生命力最強的基本控制方式。PID控制具有以下優(yōu)點：原理簡單，使用方便:適應性強，可以廣泛應用于化工，熱工，冶金，煉油及造紙，建筑等各種生產部門：魯棒性強，控制品質對被控對象特性的變化不太敏感。 PID控制1．比例(P)調節(jié)純比例調節(jié)器是一種最簡單的調節(jié)器，它對控制作用和擾動作用的響應都很快。由于比例調節(jié)只有一個參數(shù)，所以整定很方便。這種調節(jié)器的主要缺點是系統(tǒng)有靜差存在。其傳遞函數(shù)為： 其中：δ：比例系數(shù)Kp的倒數(shù),即當調節(jié)機關的位置改變100% 時，偏差應有的改變量, 稱為比例帶，δ越大比例作用越弱 。2．比例積分(PI)調節(jié)PI調節(jié)器就是利用P調節(jié)快速抵消干擾的影響，同時利用I調節(jié)消除殘差，但I調節(jié)會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這種調節(jié)器在過程控制中是應用最多的一種調節(jié)器。動態(tài)方程式： 傳遞函數(shù)為： 其中：TI為積分時間。積分時間常數(shù)增大時，積分作用減弱，統(tǒng)的動態(tài)性能（穩(wěn)定性）可能有所改善，但是，消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度減慢。3．比例微分(PD)調節(jié)這種調節(jié)器由于有微分的超前作用，能增加系統(tǒng)的穩(wěn)定度，加快系統(tǒng)的調節(jié)過程，減小動態(tài)和靜態(tài)誤差，但微分抗干擾能力較差，且微分過大，易導致調節(jié)閥動作向兩端飽和。因此一般不用于流量和液位控制系統(tǒng)。動態(tài)方程為 ：傳遞函數(shù)為： 式中為微分時間。微分時間越長 , 表示微分作用越強。比例帶不但影響比例作用的強弱而且也影響微分作用的強弱 .4．比例積分微分(PID)調節(jié)器PID是常規(guī)調節(jié)器中性能最好的一種調節(jié)器。由于它具有各類調節(jié)器的優(yōu)點，因而使系統(tǒng)具有更高的控制質量。動態(tài)方程為： 傳遞函數(shù)為： 圖31 幾種調節(jié)器的響應曲線5．各種調節(jié)比較上圖表示了同一對象在相同階躍擾動下，采用不同控制規(guī)律時具有相同衰減率的響應過程。與PD相比，PID提高了系統(tǒng)的無差度；與PI相比，PID多了一個零點，為動態(tài)性能的改善提供了可能。PID兼顧了靜態(tài)和動態(tài)控制要求。 6. PID控制原理算法選擇原則1．廣義過程控制通道時間常數(shù)較大或容積遲延較大時，引入微分調節(jié)。若工藝容許有靜差，可選用PD調節(jié)；若工藝要求無靜差，可選用PID調節(jié)。2．廣義過程控制通道時間常數(shù)較小、負荷變化不大、且工藝要求允許有靜差時，可以選擇P調節(jié)。3．廣義過程控制通道時間常數(shù)較小、負荷變化不大、且工藝要求允許無靜差時，可以選用PI調節(jié)。4．廣義過程控制通道時間常數(shù)很大、且純時延較大、負荷變化劇烈時，不宜采用PID控制。 PID回路指令_PID控制環(huán)節(jié)e(t)c(t)u(t)r(t)被控對象反饋環(huán)節(jié) PID算法圖32 帶PID控制器的閉控制系統(tǒng)框圖如圖32所示，PID控制器可調節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。偏差e(t)和輸入量r(t)、輸出量c(t)的關系： e(t)=r(t)c(t) (31)控制器的輸出為： (32)上式中, PID回路的輸出。 比例系數(shù)P 積分系數(shù)I 微分系數(shù)DPID調節(jié)器的傳遞函數(shù)為： (33)數(shù)字計算機處理這個函數(shù)關系式，必須將連續(xù)函數(shù)離散化，對偏差周期采樣后，計算機輸出值。其離散化的規(guī)律如表31所示：表31 模擬與離散形式模擬形式離散化形式所以PID輸出經過離散化后，它的輸出方程為： (34)為了能讓數(shù)字計算機處理這個控制算式連續(xù)算式必須離散化為周期采樣偏差算式才能用來計算輸出值數(shù)字計算機處理的算式如下：其中： 在第 n 采樣時刻PID 回路輸出的計算值 PID 回路增益 在第 n 采樣時刻的偏差值 在第 n1 采樣時刻的偏差值 (偏差前項) 積分項的比例常數(shù) PID 回路輸出的初值 微分項的比例常數(shù)從這個公式可以看出積分項是從第 1 個采樣周期到當前采樣周期所有誤差項的函，數(shù)微分項是當前采樣和前一次采樣的函數(shù)，比例項僅是當前采樣的函數(shù)在數(shù)字計算機中不保存所有的誤差項，其實也不必要。由于計算機從第一次采樣開始，每有一個偏差采樣值必須計算一次輸出值，只需要保存偏差前值和積分項前值。利用計算機處理的重復性可以化簡以上算式為其中: 在第 n 采樣時刻PID 回路輸出的計算值 PID 回路增益 在第 n 采樣時刻的偏差值 在第 n1 采樣時刻的偏差值 (偏差前項) 積分項的比例常數(shù) 積分項前值 微分項的比例常數(shù)CPU 實際使用以上簡化算式的改進形式計算 PID 輸出。這個改進型算式是:其中: 第n采樣時刻的計算值 第n采樣時刻的比例項值 第n采樣時刻的積分項值 第n采樣時刻的微分項值比例項比例項 是增益 () 和偏差 () 的乘積其中 決定輸出對偏差的靈敏度, 偏差 () 是給定值() 與過程變量值 () 之差 執(zhí)行的求比例項算式是:其中: 第n采樣時刻比例項的值 增益 第n采樣時刻的給定值 第n采樣時刻的過程變量值積分項積分項值 MI 與偏差和成正比CPU 執(zhí)行的求積分項算式是:其中: 第n采樣時刻的積分項值 增益 采樣時間間隔 積分時間 第n采樣時刻的給定值 第n采樣時刻的過程變量值 第n1 采樣時刻的積分項 (積分項前值) (也稱積分和或偏置)積分和 () 之后都要用 去更新 。其中 可以被調整或限定。 的初值通常在第一次計算輸出以前被設置 (初值)。 積分項還包括其他幾個常數(shù)：增益 () ，采樣時間間隔 () 和積分時間 ()。 其中