MEASUREX 05416000在工業生產中,常需要用閉環控制方式來實現溫度、壓力、流量等連續變化的模擬量控制。無論使用模擬控制器的模擬控制系統,還是使用計算機(包括PLC)的數字控制系統,PID控制都得到了廣泛的應用。
MEASUREX 05416000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數學模型;)
(2) 有較強的靈活性和適應性;
(3) 結構典型、程序設計簡單,工程上易于實現,參數調整方便等優點。積分控制可以消除系統的靜差,微分控制可以改善系統的動態相應速度,比例、積分、微分三者有效地結合可以滿足不同的控制要求。
2 MEASUREX 05416000PLC實現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生產廠家設計的,并存放在模塊中,用戶使用時序要設置一些參數,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回路。
2.2 PID功能指令
現在很多PLC都有供PID控制用的功能指令,如S7-200的PID指令。它們實際上是用于PID控制的子程序,與模擬量輸入/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 用自編的程序實現PID閉環控制
有的PLC沒有PID過程控制模塊和PID控制用的功能指令,有時雖然可以使用PID控制指令,但是希望采用某種改進的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控制器的實現
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現。
3.1 PID控制器的數字化
MEASUREX 05416000PLC的PID控制器的設計是以連續系統的PID控制規律為基礎,將其數字化寫成離散形式的PID控制方程,再跟據離散方程進行控制程序設計。
在連續系統中,典型的PID閉環控制系統如圖1所示。圖1中sp(t)是給定值,pv(t)是反饋量,c(t)是系統的輸出量,PID控制的輸入輸出關系式為:
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;
TI-積分時間常數;
TD-微分時間常數。
圖1 MEASUREX 05416000連續閉環控制系統方框圖
式(1)的右邊前3項分別是比例、積分、微分部分,它們分別與誤差,誤差的積分和微分成正比。如果取其中的一項或兩項,可以組成P、PD或PI控制器。
假設采樣周期為TS,系統開始運行的時刻為t=0,用矩形積分來近似精確積分,用差分近似精確微分,將公式1離散化,第n次采樣時控制器的輸出為: (2)
式中:
en-1-第n-1次采樣時的誤差值;
KI-積分系數;
KD-微分系數。
基于MEASUREX 05416000PLC的閉環控制系統如圖2所示。圖中的虛線部分在PLC內。其中spn、pvn、en、Mn分別為模擬量在sp(t)、pv(t)、e(t)、M(t)在第n次采樣時的數字量。
圖2 MEASUREX 05416000PLC閉環控制系統方框圖
在許多控制系統內,可能只需要P、I、D中的一種或兩種控制類型。如可能只要求比例控制或比例與積分控制,通過設置參數可對回路進行控制類型進行選擇。
HONEYWELL T775D1008 USPP T775D1008
HONEYWELL RA890G-1260 NSFP RA890G1260
Honeywell 620-0053
Honeywell AR15ABN2100 1-Pen Chart Recorder
HONEYWELL 14503202-002 USPP 14503202002
HANDHELD IMAGETEAM 4820 HONEYWELL 4820SR0C1CB-0GA?0E
Honeywell DC3002-0-410-1-?00-0111 Temperature Controll
Honeywell 30735873-001 DCS Loop Manual card 30735873
FACTORY SEALED HONEYWELL SPDT FLOATING M6184D1035 *NEW*
HONEYWELL T915A-1177 NSFP T915A1177
HONEYWELL W859F-1005 NSFP W859F1005
HONEYWELL 620-0090 PROCESSOR RACK (PLC1240)
HONEYWELL W7499A1003 LOGIC MODULE&DAMPER ACTUATOR
HONEYWELL XI582AH NSFP XI582AH
HONEYWELL 51204160-175 NSFP 51204160175
HONEYWELL R4348B1024 USPP R4348B1024
HONEYWELL UDC5000 ULTA-PRO TEMPERATURE CONTROLLER 120VA
?