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功能指令 PID指令 南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 PID回路控制指令 可編程控制器 精品課程 PIDTBL LOOP TBL PID控制環(huán)起始地址 VB 回路參數(shù)表存儲(chǔ)9個(gè)參數(shù)用于監(jiān)控閉環(huán)控制指令的執(zhí)行LOOP 控制環(huán)號(hào) 0 7 對(duì)標(biāo)志位影響 SM1 1 溢出 用戶(hù)程序中最多可用8條PID指令 通過(guò)定時(shí) 按照采樣時(shí)間 執(zhí)行PID功能塊 按照PID運(yùn)算規(guī)律 根據(jù)當(dāng)時(shí)的給定 反饋 比例 積分 微分?jǐn)?shù)據(jù) 計(jì)算出控制量 PID功能塊通過(guò)一個(gè)PID回路表交換數(shù)據(jù) 這個(gè)表在V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中 長(zhǎng)度為36字節(jié) 因此每個(gè)PID功能塊在調(diào)用時(shí)需要指定兩個(gè)要素 PID控制回路號(hào) 以及控制回路表的起始地址 以VB表示 PID算法 可編程控制器 精品課程 連續(xù)PID 離散PID 遞推方程 MX為n 1時(shí)刻積分項(xiàng) PID算法 可編程控制器 精品課程 簡(jiǎn)化后得實(shí)際計(jì)算回路輸出值的方程 比例項(xiàng) 積分項(xiàng) 微分項(xiàng) Ts 采樣周期 第一采樣時(shí)刻 令 回路控制的組合選擇 可編程控制器 精品課程 回路輸入量的轉(zhuǎn)換及歸一化 由于PID可以控制溫度 壓力等等許多對(duì)象 它們各自都是由工程量表示 因此有一種通用的數(shù)據(jù)表示方法才能被PID功能塊識(shí)別 S7 200中的PID功能使用占調(diào)節(jié)范圍的百分比的方法抽象地表示被控對(duì)象的數(shù)值大小 在實(shí)際工程中 這個(gè)調(diào)節(jié)范圍往往被認(rèn)為與被控對(duì)象 反饋 的測(cè)量范圍 量程 一致 PID功能塊只接受0 0 1 0之間的實(shí)數(shù) 實(shí)際上就是百分比 作為反饋 給定與控制輸出的有效數(shù)值 如果是直接使用PID功能塊編程 必須保證數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之內(nèi) 其他如增益 采樣時(shí)間 積分時(shí)間 微分時(shí)間都是實(shí)數(shù) 因此 必須把外圍實(shí)際的物理量與PID功能塊需要的 或者輸出的 數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換 這就是所謂輸入 輸出的轉(zhuǎn)換與歸一化處理 回路輸入量的轉(zhuǎn)換及歸一化 將16位整數(shù)工程實(shí)際值轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)格式程序 XORDAC0 AC0 清累加器MOVWAIW0 AC0 讀模擬量輸入至AC0LDW AC0 0 若模擬量為正 則轉(zhuǎn)至標(biāo)號(hào)0直接轉(zhuǎn)換JMP0NOT 否則將AC0進(jìn)行符號(hào)處理ORD16 FFFF0000 AC0LBL0DTRAC0 AC0 32位整數(shù)轉(zhuǎn)為實(shí)數(shù)格式 實(shí)數(shù)格式轉(zhuǎn)換成 0 0 1 0 歸一化格式 R64000 0 AC0 AC0的值歸一化 R0 5 AC0 所得結(jié)果轉(zhuǎn)移到 0 0 1 0 MOVRAC0 VD100 結(jié)果存入控制參數(shù)表TABLE的相應(yīng)雙字中 Offset 單極性0 雙極性0 5Span 單極性32000 雙極性64000 S7 200中 單極性 0 10v 模擬量輸入輸出的范圍為0 32000 雙極性 10v 為 32000 32000 4 20mA的信號(hào)對(duì)應(yīng)范圍6400 32000 回路輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的整數(shù)值 MOVRVD108 AC0 輸出結(jié)果送AC0 R0 5 AC0 雙極性使用 R64000 AC0 按工程量標(biāo)定TRUNCAC0 AC0 將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為32位整數(shù)MOVWAC0 AQW0 將16位整數(shù)輸出至模擬量輸出點(diǎn) 回路正反作用 增益為負(fù)則為反作用如果沒(méi)有比例作用 則使積分時(shí)間或微分時(shí)間為負(fù)設(shè)定反作用 變量與范圍 回路由手動(dòng)切換到PID自動(dòng)方式時(shí) 可利用手動(dòng)輸出的存放內(nèi)容來(lái)初始化回路輸出 積分和作為下一采樣周期輸入 當(dāng)回路輸出超出 0 0 1 0 范圍時(shí) 根據(jù)下式調(diào)整 控制方式 自動(dòng) 手動(dòng) PID指令有一個(gè)內(nèi)部得電記錄位 檢測(cè)是否有0到1的跳變 若檢測(cè)到該跳變 則執(zhí)行一系列動(dòng)作提供無(wú)擾動(dòng)的手 自動(dòng)切換過(guò)程 手動(dòng)模式輸出值必須作為PID指令的一個(gè)輸入 寫(xiě)到控制參數(shù)表中的Mn值 之后才可切換到自動(dòng) 該過(guò)程包括 使設(shè)定值SPn 過(guò)程變量PVn使PVn 1 PVn使積分和MX Mn PID指令記錄位缺省狀態(tài)為1 且每次cpu啟動(dòng)和由stop到run工作模式切換時(shí)置位這一缺省值 如果在RUN模式時(shí)第一次執(zhí)行PID指令 并無(wú)0到1的跳變 不會(huì)執(zhí)行無(wú)擾動(dòng)切換 控制回路參數(shù)表 PID指令中的TBL含9個(gè)參數(shù) 占36字節(jié) PID指令應(yīng)用實(shí)例 被控對(duì)象為需保持一定壓力的供水水箱 被控變量為其水位 給定量為滿(mǎn)水位的75 控制量為向水箱注水的調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速 被控變量 單極性 由水位計(jì)檢測(cè)后經(jīng)A D變換送入PLC 用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)由PLC執(zhí)行PID指令后以單極性信號(hào)經(jīng)D A變換后送出 本例假設(shè)根據(jù)實(shí)際情況 已選定PI控制 且增益 采樣時(shí)間常數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)選為 KC 0 25 Ts 0 1s Ti 30s 要求開(kāi)機(jī)后先手動(dòng)控制電機(jī) 一直到水位上升為75 時(shí)通過(guò)輸入點(diǎn)I0 0的置位切入自動(dòng)狀態(tài) 可編程控制器 精品課程 SMB34用于定時(shí)中斷時(shí)間間隔設(shè)置 ATCH建立與中斷事件10相關(guān)聯(lián)的中斷標(biāo)號(hào)INT 0中斷事件10表示定時(shí)中斷 可編程控制器 精品課程 ITD 16位有符號(hào)的整數(shù)到雙整數(shù)的轉(zhuǎn)換指令DTR 雙整數(shù)轉(zhuǎn)為實(shí)數(shù)指令 PID指令應(yīng)用實(shí)例 可編程控制器 精品課程 若I0 0為1 啟動(dòng)PID指令 若不為自動(dòng)方式 將手動(dòng)控制量歸一化并填入?yún)?shù)控制表 以實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)手 自動(dòng)切換 將連接在AIW2上的手動(dòng)控制量讀入AC0 轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù) 歸一化 歸一化后送入PID參數(shù)表Mn 送入累積量MX 過(guò)程量輸入給AC0 過(guò)程量作為上次PVn 1的值 可編程控制器 精品課程 ROUND 實(shí)數(shù)到雙整數(shù)的轉(zhuǎn)換指令DTI 雙整數(shù)轉(zhuǎn)為整數(shù)指令 PID指令應(yīng)用實(shí)例 可編程控制器 精品課程 PIDWizard PID向?qū)?編輯PID控制程序 此向?qū)Э梢酝瓿山^大多數(shù)PID運(yùn)算的自動(dòng)編程 用戶(hù)只需在主程序中調(diào)用PID向?qū)傻淖映绦?就可以完成PID控制任務(wù) Tools InstructionWizard PID a 必須用SM0 0來(lái)使能PID 以保證它的正常運(yùn)行b 此處輸入過(guò)程值 反饋 的模擬量輸入地址c 此處輸入設(shè)定值變量地址 VDxx 或者直接輸入設(shè)定值常數(shù) 根據(jù)向?qū)е械脑O(shè)定0 0 100 0 此處應(yīng)輸入一個(gè)0 0 100 0的實(shí)數(shù) 可編程控制器 精品課程 PIDWizard PID向?qū)?編輯PID控制程序 d 此處用I0 0控制PID的手 自動(dòng)方式 當(dāng)I0 0為1時(shí) 為自動(dòng) 經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算從AQW0輸出 當(dāng)I0 0為0時(shí) PID將停止計(jì)算 AQW0輸出為ManualOutput VD4 中的設(shè)定值 此時(shí)不要另外編程或直接給AQW0賦值 若在向?qū)е袥](méi)有選擇PID手動(dòng)功能 則此項(xiàng)不會(huì)出現(xiàn)e 定義PID手動(dòng)狀態(tài)下的輸出 從AQW0輸出一個(gè)滿(mǎn)值范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)此值的輸出量 此處可輸入手動(dòng)設(shè)定值的變量地址 VDxx 或直接輸入數(shù) 數(shù)值范圍為0 0 1 0之間的一個(gè)實(shí)數(shù) 代表輸出范圍的百分比 例 如輸入0 5 則設(shè)定為輸出的50 若在向?qū)е袥](méi)有選擇PID手動(dòng)功能 則此項(xiàng)不會(huì)出現(xiàn)f 此處鍵入控制量的輸出地址g 當(dāng)高報(bào)警條件