PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能;普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能;較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn),目前在PLC中都已具有通信功能,有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信,有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā),合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合,只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能,有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,當(dāng)用于模擬量檢測和控制時(shí),才使用代數(shù)運(yùn)算,數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
控制回路的組態(tài)在本質(zhì)上就是利用系統(tǒng)提供的各種基本的功能模塊,來構(gòu)成各種各樣的實(shí)際控制系統(tǒng)。目前各種不同的DCS提供的組態(tài)方法各不相同,歸納起來有運(yùn)算模塊連接方式、判定表方式、步驟記錄方式等等。
運(yùn)算模塊連接方式是通過調(diào)用各種獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算模塊,用線條連接成多種多樣的控制回路,終自動(dòng)生成控制軟件,這是一種信息流和控制功能都很直觀的組態(tài)方法。判定表方式是一種純粹的填表形式,只要按照組態(tài)表格的要求,逐項(xiàng)填入內(nèi)容或回答問題即可,這種方式很利于用戶的組態(tài)操作。步驟記入方式是一種基于語言指令的編寫方式,編程自由度大,各種復(fù)雜功能都可通過一些技巧實(shí)現(xiàn),但組態(tài)效率較低。另外,由于這種組態(tài)方法不夠直觀,往往對(duì)組態(tài)工程師在技術(shù)水平和組態(tài)經(jīng)驗(yàn)有較高的要求。
DCS在控制上的大特點(diǎn)是依靠各種控制、運(yùn)算模塊的靈活組態(tài),可實(shí)現(xiàn)多樣化的控制策略以滿足不同情況下的需要,使得在單元組合儀表實(shí)現(xiàn)起來相當(dāng)繁瑣與復(fù)雜的命題變得簡單。隨著企業(yè)提出的高柔性、益的要求,以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)的控制方案已經(jīng)不能適應(yīng),以多變量預(yù)測控制為代表的控制策略的提出和成功應(yīng)用之后,過程控制受到了過程工業(yè)界的普遍關(guān)注。需要強(qiáng)調(diào)的是,廣泛應(yīng)用各種控制與優(yōu)化技術(shù)是挖掘并提升DCS綜合性能有效、直接、也是具價(jià)值的發(fā)展方向。
在實(shí)際過程控制系統(tǒng)中,基于PID控制技術(shù)的系統(tǒng)占80%以上,PID回路運(yùn)用優(yōu)劣在實(shí)現(xiàn)裝置平穩(wěn)、、運(yùn)行中起到舉足輕重的作用,各DCS廠商都以此作為搶占市場的有力競爭砝碼,開發(fā)出各自的PID自整定軟件。另外,根據(jù)DCS的控制功能,在基本的PID算法基礎(chǔ)上,可以開發(fā)各種改進(jìn)算法,以滿足實(shí)際工業(yè)控制現(xiàn)場的各種需要,諸如帶死區(qū)的PID控制、積分分離的PID控制、微分先行的PID控制、不*微分的PID控制、具有邏輯選擇功能的PID控制等等。