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        【遵義plc電控櫃】PLC控製器控製算法的詳細說明

        發布時間:2020-05-23    點擊次數:次   

        大多數可編程控製器都有特殊的閉環控製算法指令,即PID指令。這是***直接用於過程控製的指令。它看起來並不複雜,但它的效果往往並不完美。為了分析這些疑點,但又不使用太多的數學,澳門AG導航網花了更多的篇幅通過一個非常簡單、***直觀的具體例子來介紹如何使用PLC控製器來實現有效的控製。

        在此之前,應注意以下事項。

        (1) PID控製是一種基於反饋控製思想的控製技術,***初由模擬器件實現,僅限於單輸入單輸出對象。由於它可以在對被控對象特性知之甚少的情況下使用,因此適應性廣,使用方便,可視為一種通用的閉環控製技術。然而,除非對象的特性(主要是其線性和動態及靜態特性)相對簡單,否則控製效果並不好。

        (2)其三個控製參數的選擇,即放大係數Kp、積分時間T1和微分時間Td,雖然它們在表麵上有明確的獨立工作,但在現實中它們又相互幹擾,因此不容易正確設置,需要仔細調試和積累經驗。

        同時,對於控製效果並沒有一個統一的標準。例如,一些被期望能夠使用更強大的手段(控製參數)並且能夠容忍受控參數的更大湍流,但是它們被要求盡快穩定。相反,其中一些被期望能夠容忍受控參數通過相對容易的方式逐漸變得穩定,但是它們被要求盡可能地沒有明顯的湍流。一些係統對受控參數的***終精度(殘餘誤差)有一定要求,而其他係統要求較低。簡而言之,應該使用不同的控製參數來滿足不同的要求。一般來說,有一個很大的變化限製,它不是一個群體的******佳參數。

        (3)原來由模擬設備執行的PID算法現在由PLC代替,實現數字離散算法。從表麵上看,可以確定可編程邏輯控製器的影響永遠不會超過前者,而且還必須確定另一個參數,即采樣時間。這通常會讓用戶難以啟動。

        澳門AG導航網隻從***基本的原理出發,粗略估計采樣時間。反饋控製係統的基本思想是根據反饋回歸的偏差進行調整。換句話說,如果反饋的偏差沒有改變,澳門AG導航網的控製暫時不需要改變。否則,沒有證據,盲目,效果是值得懷疑的。它辣嗎?是什麽讓偏差保持不變?澳門AG導航網先說***好的情況是係統是穩定的。在當前條件下,控製目標已經實現。它可能不完美,但它已經盡力了。其次,被控對象具有明顯的純滯後,即以前的調節效果尚未得到充分體現。所以澳門AG導航網可以把這個純滯後時間作為采樣時間。***後一種情況是係統中使用的測量通道的有限分辨率(或模擬測量係統的有限靈敏度或模數轉換器的有限位數)使數據保持不變。)以便讀取的數字不會改變。因此,澳門AG導航網可以根據估計或測量的***小“恒定時間”作為參考,初步確定采樣時間。考慮到保護光信號的采樣法則,可以將“恒定時間”的一半設置為采樣周期的下限。不要盲目相信采樣周期越短,控製效果越好,從而浪費係統資源。

        設定采樣時間後,可以通過定時中斷技術實現控製周期。如果應用程序執行時掃描時間變化不大,***好將可編程邏輯控製器的掃描時間設置為定值模式。采樣時間設置為可編程邏輯控製器掃描時間的整數倍。通過計數確定采樣時間。

        (4)設置放大係數Kp是在確定采樣時間Ts時必須設置的第二個重要參數。這也可能讓初學者看起來無能為力。盡管在關於“控製原理”的各種書籍中有許多關於如何設置放大係數Kp的精確論證、計算、模擬和工程技巧。然而,澳門AG導航網目前的情況顯然不同於一般情況下的研究。澳門AG導航網現在麵臨的是一個設計正確、工藝要求非常明確、硬件配置完整的PLC控製係統。澳門AG導航網知道許多參數和條件,應該加以運用。以下是一個非常簡單的介紹技巧的簡要介紹,僅供現場操作參考。

        澳門AG導航網引入了廣義對象的概念,其電路圖如圖3-3所示。這裏,它的輸入來自PID的數字輸出,由GDI表示。其輸出為傳感器經模數轉換後由可編程控製器讀取的數字量,用GDO表示。盡管澳門AG導航網對受控對象的特性的詢問有限,但是由於係統的輸入和輸出通道的硬件已經被設計,所以諸如辛辛迪加、GDI和GDO的數值變化的限製和***大值是已知的。例如,如果測量受控參數的傳感器輸出在10位模數轉換後由可編程邏輯控製器讀入,其限製為0 ~ 1023,***大需求側管理為1023。可編程邏輯控製器也發送的GDI的極限和***大值是已知的,其***大值由DIM指示。

        當係統運行時,偏差△=SPL-GDO,除非係統完全穩定且不存在殘差,即不需要臨時調整。否則,對於穩定的係統,可以測量的***小偏差值是1,因此可以肯定的是,放大因子Kp必須小於控製器的***大輸出數DIM。否則,由△×Kp計算的di將立即超過DI允許的***大值DIM。這將處於飽和狀態,本質上將成為開環狀態,這是澳門AG導航網所不期望的。考慮到正常情況,受控參數的偏差大多在傳感範圍的10%左右,即GDO***大值DSM的10%左右。因此,可以進一步預測放大因子Kp小於10 imes.dim/DSM.

        這是澳門AG導航網***初預測的可用放大因子的值。作為調試的***放大係數,***大值的0.5 ~ 1一般是可以接受的,即KP = (5 ~ 10) × DIM/DSM。

        這種光工程參數設置方法非常簡單,讀者不妨嚐試一下。如果期望更好的控製質量,可以搜索放大係數為0.618的模式。

        這種可現場操作的技術適用於普通對象,即純延遲不太大的對象,對象特性不會因時間而發生很大變化,並且輸入和輸出比例係數不會發生很大變化。用更專業的術語來說,它被稱為“沒有明顯純延遲和無時間變化的線性係統”。對於要求較高的讀者,請進一步參考相關的控製麵。

        (5)在調試開始時,為了盡快掌握,隻能設置控製器的放大係數(增益)Kp,暫時不使用微分和積分效果,即微分時間常數設置為0,積分時間常數設置為盡可能大。調試基礎成功後,其他效果將根據需要增加。一般來說,2到3倍的采樣時間Ts可以用作差分時間Td,5到10倍的差分時間可以用作積分時間ti。兩個標準:集成隻能縮小係統的殘餘差異(***終精度),這對其餘的控製質量是有害的。微分可以改善控製的動靜態性能,提高控製質量,但過度微分會引起振蕩,降低抗幹擾能力。同樣,分化時間越長,分化效果越強。積分時間越短,積分效果越強。

        (6)在前麵計算放大係數時,澳門AG導航網使用了***大值。然而,在操作△GDI和△GDO中,GDI和GDO的變化要麽是正的,要麽是負的。當其比值為正時,稱為正特征對象,應采用PID的正作用算法。相反,PID的“反應”算法應該用於具有負特性的對象。如果使用不當,係統將從負反饋變為正反饋,這可能導致神經後果失控。

        (7) PID算法可分為位置型和增量型。在可編程邏輯控製器中經常使用增量算法,即由PID計算的結果是掃描後的輸出變化量。實際輸出,加上上次掃描後的輸出值。

        (8)調試控製係統時,應注意控製係統中的一切是否在正常範圍內。這裏主要有兩個問題需要注意:①被控對象的事項是否超過允許的限度。例如,電機是否超速?材料會溢出或從容器中排出嗎?等等。因此,建議在調試PID係統之前,先對係統的保護程序進行編譯和測試,並投入正常運行。(2)在可編程邏輯控製器中準備作為控製輸出的輸出數量,即由PID計算的輸出數量,是否超出了有效限製?例如,用於輸出到12位數模模塊的數字大於4095。這肯定會導致錯誤。即使計算出的數字超過4095,也將被強製改變為4095,然後發送到數模模塊,這樣模塊不會滑動,但是整個控製係統將從原來的閉環改變為開環。光信號的傳輸被阻斷,成為一個無法控製的係統。當設置的放大係數太大或出現“積分飽和”時,經常會遇到這種情況。因此,在設置操作參數時應避免這種情況。

        (9)用離散算法實現PID控製不是計算機的強項。澳門AG導航網應該進一步發揮它的優點,避免它的缺點。替代ADI公司的算法軟件在識別、選擇、存儲和各種計算功能方麵具有明顯優勢。因此,在條件允許時,各種其他更有效和直觀的算法,如數字濾波、前饋算法、變結構算法、變參數算法、自適應和自學習算法、模糊控製算法等。,盡可能用作補充劑。計算機在這方麵顯然有明顯的優勢。

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