温度控制系统大致可以分别用以下三种方式实现:
(1)是用仪器仪表来控制温度,但是用这种方法控制的温度系统精度不高;
(2)是基于单片机进行PID调节控制,然而由于单片机控制的DDC 系统软硬件设计通常非常复杂,尤其是更不擅长逻辑控制;
(3)是基于 PLC控制,此类温度控制系统由于PLC所具有的优异的性能而拥有着高稳定性、高经济性、操作简便等特点。
第二章 系统设计
1。PLC系统的控制原理及其数学表达模型
1。1。 关于PID控制的基本原理
1。1。1 关于PID控制器的基本概念
那些根据系统产生的误差即通过比例(P)、积分(I)、微分(D)从而来计算出控制量进行控制系统的就是所谓的PID控制器。在控制对象的参数和结构并不能完全了解控制的时候或者是没有办法获得精准确切的数学模型的时候,亦或者说相对较难使用控制理论或者其他技术的时候,那就只好依靠以往经验和现场调试来确定系统控制器的结构特征与相关参数,那在这个时候应用PID控制技术是最便捷的。所以当没办法正确地完整地了解一个系统与其控制对象有关方面及其参数的时候或者说是在当常规的测量方法没办法获得系统相关参数的时候, 而在这个时候最适合使用的方法就是PID控制技术。
正如上述树状图所表示出来的一样,PID控制方式有比例(P)、积分(I)、微分(D)控制三种控制方式。
其中,最简单的控制方式就是比列(P)控制,而且在比列控制中,它在输入与输出端的信号的误差是存在比例关系的,所以呢,这个时候系统就会产生了稳态误差;
说完比例控制,我们来讨论下积分(I)控制,正如其名,既然是积分控制,那么在处理信号途中肯定得引入一个“积分项”。而就积分而言,在高等数学中我们了解,积分必然会随着时间的增大而增大。所以在积分控制中,此积分必然也会随着时间而变大。经过这么一来,即便初始状态下非常小的误差,在经过时间的积淀之后,也会暴露出很大的问题。与此同时,那么系统的稳态就会因为这个随着时间而暴露出来的问题而变得很差,这样一直持续到系统报废。所以,为了防止这样的恶性事件并减少经济效益损失,我们必须引入稳态误差,通过找出这个“积分项”来是稳态误差稳定在某一个范围或者是消除稳态误差,来挽救经济效益和增加系统寿命。于是,P+I控制方式即比例和积分相互合作的控制方式应运而生。
至于对微分控制(D)来说,就像它的名字一样,微分控制中必然要用到微分。那么何为微分呢?微分就是很小、极度微小的信息量,那么问题来了,我们如何通过这种如此之小的信息量达到控制目的呢。在我看来,无非就是将之放大而已。既然要把这个微小的信息量放大,那么通过给这个微小的量乘以或者除以一个常数K就行了,这不正是所谓的比列吗?由此而来,在微分控制中,P+D控制方式即同时采用比例和微分控制2种控制方式不失为一种良好的办法。再说了,既然是微分,那么必然涉及到瞬时概念,而瞬时又往往与动态挂钩,所以,采用这种控制方式应该可以解决系统中存在的动态问题,也就是说比列+微分(PD)控制方式可以很好的改善系统的动态特性。文献综述
1。1。2。 闭环控制系统的基本特征
众所周知,开环控制系统和闭环控制系统组成了PLC基本控制系统。
所谓闭环系统,我们可以借鉴电路的回路特性来了解它。既然是闭环系统,那么它的系统中肯定存在至少一个回路或者多个回路,这也就是所谓的 “环”,既然是回路,那么输入端与输出端的信号必然存在某种内在联系,而这种联系就是所谓的反馈。而反馈又具有两种形式,一种是对是对系统本身有利的,比如“落红不是无情物,化作春泥更护花”,这就是一个自然界很常见的有利的反馈形式,这种形式常被称为正反馈,它的极性相同。而物有两极,有阴阳之分,故而这种反馈也不例外。所以呢,与正反馈相对的还有负反馈,负反馈其极性相反。