第16讲_PID指令与模拟量控制

第16讲PID指令与模拟量控制 一 PID算法二 PID控制回路选项三 回路输入量的转换和标准化四 PID回路输出转换为成比例的整数五 PID指令六 PID指令应用举例 在工业生产过程控制中 模拟量PID 由比例 积分 微分构成的闭合回路 调节是常用的一种控制方法 运行PID控制指令 S7 200将根据参数表中的输入测量值 控制设定值及PID参数 进行PID运算 求得输出控制值 一 PID算法 典型的PID算法包括三项 比例项 积分项和微分项 即 输出 比例项 积分项 微分项计算 比例项Kc SPn PVn 积分项Kc Ts Ti SPn PVn Mx 微分项Kc Td Ts PVn 1 PVn 二 PID控制回路选项 常用的控制回路有PI PID 1 如果不需要积分回路 即在PID计算中无 I 则应将积分时间Ti设为无限大 由于积分项Mx的初始值 虽然没有积分运算 积分项的数值也可能不为零 2 如果不需要微分运算 即在PID计算中无 D 则应将微分时间Td设定为0 0 三 回路输入量的转换和标准化 在PLC进行PID控制之前 必须将其转换成标准化浮点表示法 1 将回路输入量数值从16位整数转换成32位浮点数或实数 下列指令说明如何将整数数值转换成实数 ITDAIW0 AC0 将输入数值转换成双字DTRAC0 AC0 将32位整数转换成实数 2 将实数转换成0 0 1 0之间的标准化数值 R32000 0 AC0 使累加器中的数值标准化 R0 AC0 加偏移量0MOVRAC0 VD100 将标准化数值写入PID回路参数表中 四 PID回路输出转换为成比例的整数 程序执行后 PID回路输出0 0 1 0之间的标准化实数数值 必须被转换成16位成比例整数数值 才能驱动模拟输出 PID回路输出成比例实数数值 PID回路输出标准化实数值 偏移量 取值范围MOVRVD108 AC0 将PID回路输出送入AC0 R32000 0 AC0 AC0的值乘以取值范围 变为成比例实数数值ROUNDAC0 AC0 将实数四舍五入取整 变为32位整数DTIAC0 AC0 32位整数转换成16位整数MOVWAC0 AQW0 16位整数写入AQW0 五 PID指令 六 PID指令应用举例 在恒温箱内装有一个电加热元件和一致冷风扇 电加热元件和风扇的工作状态只有OFF和ON 即不能自行调节 现要控制恒温箱的温度恒定 且能在25 100 范围内可调 如图所示 PLC软元件分配如下 Q1 0 控制接通加热器 Q1 1 控制接通制冷风扇 AIW0 接收温度传感器的温度检测值 控制方法 对恒温箱进行恒温控制 要对温度值进行PID调节 PID运算的结果去控制接通电加热器或制冷风扇 但由于电加热器或制冷风扇只能为ON或OFF 不能接受模拟量调节 故采用 占空比 的调节方法 温度传感器检测到的温度值送入PLC后 若经PID指令运算得到一个0 1的实数 把该实数按比例换算成一个0 100的整数 把该整数作为一个范围为0 10s的时间t 设计一个周期为10s的脉冲 脉冲