PLC过程控制特点分析

用PLC实现模拟量控制有3个基本特点：一是有误差；二是断续的；三是有时延。在解析这3个特点前，以下先对物理量在时间上、取值上的特点作以下说明。

1.误差

模拟量在时间上、取值上都是连续的。

对模拟量按一定时间间隔取值，称为采样。采样后得到的量即为离散量。显然，离散量在时间上是离散的、即只在采样的瞬间代表当时的模拟量值，其它时刻的模拟量值不代表。但取值上是连续的。

用数值来逼近离散量，即求出与实际的离散量最接近的数字量，称为量化。量化后的离散量称为数字量。数字量在时间上与取值上都是离散的。

PLC只能处理数字量，用它控制模拟量，必须先对这些模拟量进行采样与量化。

正是要量化，所以量化后的值与模拟量的原值总是有差异的。即存在误差。但这个误差是可控的。办法靠选用合适的模入、模出模块的位数。如用的是8位模入模块，其量化的值只能是0～255（十六进制FF）之间的整数。故其分辨率为1/256。如用的是12位模入模块，其量化的值只能是0～4095（十六进制FFF）之间的整数。故其分辨率为1/4096。如果选的位数多，分辨率高，精度也高。但位数多，模块也贵。高过16位时，还要用双字指令处理，但这也将多增加资源开销与处理时间。

误差可得到控制是一个重要的优点。历史上出现用数字计算机代替模拟计算机，正是前者的误差是可控的。靠模控制的金属切削机床被数控机床所代替，原因之一也与着有关。所以，这里量化后有误差可能还是它的优点。(www.xing528.com)

只是这里也有一个合理的“度”，应在保证精度的要求下，力争减少位数。

2.断续

正是要采样，所以它是断续的。只是在PLCI/O刷新时，模入模块才把实际值读入PLC；模出模块或输出点才把控制信号输出给控制对象。只是在这时，才相当于它的采样开关合上，系统是闭合的。但这个闭合时间是很短暂的。而较长的时间是PLC运行程序及处理采集到的数据。而这期间系统闭环是断开的。可知，PLC模拟量控制系统使典型的采样控制系统。

为了保证采样信号能较少失真地恢复为原来的连续信号，根据采样定理，采样频率一般应大或等于系统最大频率的两倍。而最大频率是指系统幅频特性上幅值为零时的频率。由于PLC工作速度很快，一般讲，这个要求总是能够满足的。

3.时延

实际系统本身的惯性以及动作传递也有个过程，有一定时延。用PLC进行控制，采样、信息处理及控制输出也有个过程，更有时延。在实施一个新一轮的控制作用之后，不能指望立即就会有所反应。所以，不能因一时未得到所期望的反应，就一味地改变控制作用。那样，很可能使系统出现不稳定。再如，用PID控制，其运算间隔时间不能太短。如无特殊措施，其间隔起码要大于程序的扫描周期等。

以上3个特点，在确定控制算法、设计控制程序及选定控制参数时，必须考虑到的。