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基于PLC的智能PID控制方法及其应用探

讨

作者：孟洁

来源：《世界家苑·学术》2018年第10期

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摘要：本文主要从智能PID基本原理、以PLC为基础智能PID的实现，这两个方面入

手，综合分析了以PLC为基准智能化PID的控制方法与具体应用。从而能够让相关专业技术

员更好地掌握该控制方法，将其运用至实际操作当中，提高智能化控制效果。

关键词：PLC；智能；PID；控制方法；应用

前言

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常规PID控制调节器，整体结构相对简单，且具有较高稳定性。但是，针对复杂的系统控

制当中，控制效果往往不够理想，故需积极探索出能够更加适用于复杂系统的控制方法。为

此，需广大专业技术员能够以PLC为基准，研究出全新的PID智能控制法，将其运用到系统

控制当中，以提升PID智能控制效果。

、智能1PID基本原理

智能PID，主要以常规的PID计算分析法为基础，结合操作者实践经验，并不仅仅依靠系

统内部数字母线，它对于系统参数的变化实际敏感度相对较低，抗干扰及鲁棒性能相对较高。

智能化PID的控制器当中，知识数据库的构建为其核心部分。因行程式规则数据库整体结构较

为简单，且修改难度性较低，有助于实现PLC。因而，系统程序以形成式规则数据库为该控制

器总规则数据库，整体框架为：条件IF、动作THEN。基于系统基本特征，该数据信息库知识

信主要择选下列数据信息：umax、emin、emax、ec（t）、e（t）、u（t）。e（t）代表差异，

SV-PV=e（t）；ec（t）代表差异的变化率；e（t）-e（t-1）=ec（t）；u（t）代表控制量；

umax代表最大的控制量；emax代表最大可允许差异；emin代表最小可允许差异。结合以上数

据信息，即可建立起知识信息数据库。该知识信息数据库实际划分基础，为差异及其实际变化

趋势，依据操作者自身人工操控行为基础知识理论逐渐形成。故该规则数据库的建立，能够有

效反应PID控制特征，还可通过控制形成反应人工操作适应性等；事实知识数据库整体架构极

为简单，且并没有相交集存在，任何情况出现均可查找出匹配的条件，进而触发到相应控制规

则。该控制规则与基本依据为：当|e（t）大于|emax时，umax=u（t）。这足以表明差异性较

为明显，控制量为最大状台，需将该差异缩小至可允许范围之内；当e（t）小于emax时，u

（t-1）=u（t）。这足以表明差异性处于可允许范围之内，控制量处于恒定不变状态，能够维

持于现状当中；当e（t）大于emin、且小于emax、e（t）·ec（t）大于0时，u（t-1）+K1e

（t）=u（t）。如图1所示，为其差异的变化趋势。从该图中可了解到，实际数值与设定值之

间存在一定差异，其控制量有明显的减小现象，需适当将控制量增加，以能够将差异缩小；当

e（t）小于emax、大于emin、e（t）·ec（t）为0时，u（t-1）+K2e（t）=u（t）。该差异数

值处于恒定状态，需适当将较小控制量增加，以能够减少差异值；当e（t）小于emax、大于

emin、e（t）·ec（t）为0时，K3e（t）+u（t-1）+e（t）/K4ec（t）。實际数值接近于设定数

值，伴随差异逐渐缩小，控制量变化也相对较小；e（t）/ec（t）数值越相对较大，则可证明

实际数值更为接近于设定数值，为避免过冲情况出现，需适当将控制量缩小。以上K1-K4系

数，可直接对控制性能产生影响，结合控制变化情况，K1需高于K2、K2需高于K3，而K4

则为0。若K4为0，则可不考虑到预先将控制量缩小这一情况；倘若K3为0，则可不考虑到

将控制量增加这一情况。以上系数均需依据系统实际情况予以合理定设。

、以2PLC为基础智能PID的实现

控制计算分析法2.1

采用40200-40205及40206-40207数据的寄存器，对差异值e1-e