常有從事plc應用的工程師調(diào)侃pid調(diào)節(jié)器，認為plc的pid已經(jīng)可以完全替代pid調(diào)節(jié)器，事實真相果真如此？昌暉儀表對比分析pid調(diào)節(jié)器的pid和plc的pid在設置、編程和應用方面的異同和特點，讓大家客觀認知pid調(diào)節(jié)器和plc的應用。
plc是一種基于微處理器的控制模塊，用于設備控制，plc特別適用于邏輯控制的應用場合，一般使用“梯形圖”來編程，plc是一種更加現(xiàn)代化的工具。目前的plc具有基本的pid控制功能。
pid調(diào)節(jié)器用于生產(chǎn)過程控制，隨著控制技術的發(fā)展，調(diào)節(jié)器pid控制算法突飛猛進，在復雜過程控制中效果優(yōu)異。pid調(diào)節(jié)器在制造領域中確保有效的過程控制、實現(xiàn)穩(wěn)定的質(zhì)量以及最大限度減少用戶失誤方面擁有類似的功效。
盡管plc的pid和調(diào)節(jié)器的pid有眾多類似之處，它們在設置、編程和應用方面仍有顯著不同，而綜合這些不同來看，pid調(diào)節(jié)器有自己獨特的優(yōu)勢。
1、pid調(diào)節(jié)器成本低于plc
相對而言，plc設計用于控制多任務，適用于多回路邏輯控制和過程控制的應用。對于單回路或者少數(shù)回路過程控制的應用，plc強大的功能僅用到pid功能，大馬拉小車的感覺，故成本顯得高昂，用專門針對過程控制設計的pid調(diào)節(jié)器才是最經(jīng)濟選擇。
2、設置簡單
如前所述，plc設計用于多任務環(huán)境，因此需要工程技術人員掌握專業(yè)編程技能、豐富的控制經(jīng)驗及大量的時間，來打造符合特定應用需要的解決方案。而pid調(diào)節(jié)器則可以相對快速地安裝、設置和優(yōu)化，工程技術人員所需經(jīng)驗極少。
pid調(diào)節(jié)器大多安裝在控制柜面板上，少數(shù)安裝在導軌上許多，安裝迅速。pid調(diào)節(jié)器面板上通常都有l(wèi)ed或lcd顯示器和操作按鈕，工程技術人員只要具備基本的工程知識即可在數(shù)分鐘內(nèi)完成調(diào)節(jié)器參數(shù)設置。plc通常安裝在控制柜內(nèi)的機架上，不帶顯示屏，且需要單獨的hmi（同樣需要設置）或電腦顯示測量值和參數(shù)值，因此在參數(shù)設置上有明顯劣勢。
3、pid調(diào)節(jié)器控制功能更優(yōu)
pid調(diào)節(jié)器專門設計用于處理各種工業(yè)過程，有與這些過程直接相關的特點、輸出和控制功能，能在各種復雜工況環(huán)境中獲得高質(zhì)量的控制效果。例如針對需要閥門電機正反轉控制的應用提供專門的控制算法。plc需要具備適合廣泛制造和自動化功能的特點，因此針對控制系統(tǒng)存在時滯時間長、響應慢、響應性發(fā)生變化、存在積分性的過程、多個回路間相互耦合、無超調(diào)、外部干擾大等特點時plc的pid控制就不理想，無論怎樣整定pid參數(shù)都無法得到滿意效果。比如plc的pid可以執(zhí)行基本的溫度控制任務，但不如專門的溫度控制器優(yōu)勢明顯。此外，由于需要處理模擬信號，溫度控制系統(tǒng)對微處理器的要求和pid控制算法非常嚴苛。溫度控制器（溫控儀）是專為處理這些需求而設計的，而plc必須在系統(tǒng)經(jīng)過測試后才能判定能否滿足這些過程要求。如不符合要求，plc將無法快速響應過程中的各種變化，并導致超前或滯后，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。
4、明了的可視化界面
pid調(diào)節(jié)器有多種規(guī)格以及復雜控制程序，操作員通過儀表自帶顯示器即可輕松查看過程信息及需要注意的警報信息。plc通常沒有直接顯示界面，而是需要一個單獨的hmi(且hmi需要單獨設置)來顯示必要的過程信息，但hmi通常還會顯示與plc所管理的其他任務相關的各種數(shù)據(jù)。這意味著pid調(diào)節(jié)器優(yōu)勢非常明顯，顯示界面更方便查看所有相關的信息，并可通過按鍵進行快速進行調(diào)節(jié)。許多帶記錄功能調(diào)節(jié)器還額外提供數(shù)據(jù)記錄功能，可以用于查看先前歷史數(shù)據(jù)以及標記潛在問題。
5、精度
調(diào)節(jié)器是閉合反饋回路的一部分，該回路主動追蹤過程值與設定值的偏差，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸出，先進的pid算法容易實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)功能，可以實現(xiàn)快速設置，并保持最小的過程值與設定值偏差。其中就包括針對意外過程變化或控制中斷的調(diào)節(jié)。這對于維持穩(wěn)定的高產(chǎn)品質(zhì)量以及減少不良產(chǎn)品批次是非常必要的。
plc的pid與調(diào)節(jié)器不同，plc的pid功能通常是有限的或者需要工程師手動調(diào)節(jié)，這使得編程時間更長，并帶來了人為錯誤的風險。如前所述，溫度控制對處理器的要求可能是非常高的，plc同時處理眾多其他任務可能導致對過程變化的響應更慢，因而精度會低于專用溫控儀所能達到的水平。
在過程控制應用中，pid調(diào)節(jié)器相對于plc有多個優(yōu)勢。它們安裝和設置更快，操作更迅速且簡單，其控制算法是針對控制系統(tǒng)存在時滯時間長、響應慢、響應性發(fā)生變化、存在積分性的過程、多個回路間相互耦合、無超調(diào)、外部干擾大等工況的設計的，可以滿足過程控制對pid調(diào)節(jié)系統(tǒng)高質(zhì)量的要求。
如果系統(tǒng)要求pid調(diào)節(jié)器所無法實現(xiàn)的更高自動化水平，則plc是更為合理的解決方案，然而仍建議使用pid調(diào)節(jié)器來彌補plc在復雜過程控制方面的不足。這樣既能利用pid調(diào)節(jié)器特點，又能減少對plc的要求，從而達到高精度、高可靠性和高質(zhì)量的控制效果。