ID指令與模擬量控制

第16講PID指令與模擬量控制一、PID算法二、PID控制回路選項三、回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標準化四、PID回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù)五、PID指令六、PID指令應用舉例ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!

在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，模擬量PID（由比例、積分、微分構(gòu)成的閉合回路）調(diào)節(jié)是常用的一種控制方法。運行PID控制指令，S7-200將根據(jù)參數(shù)表中的輸入測量值、控制設定值及PID參數(shù)，進行PID運算，求得輸出控制值。一、PID算法ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!二、PID控制回路選項

常用的控制回路有PI、PID。（1）如果不需要積分回路（即在PID計算中無“I”），則應將積分時間Ti設為無限大。由于積分項Mx的初始值，雖然沒有積分運算，積分項的數(shù)值也可能不為零。（2）如果不需要微分運算（即在PID計算中無“D”），則應將微分時間Td設定為0.0。ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!四、PID回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù)

程序執(zhí)行后，PID回路輸出0.0～1.0之間的標準化實數(shù)數(shù)值，必須被轉(zhuǎn)換成16位成比例整數(shù)數(shù)值，才能驅(qū)動模擬輸出。

PID回路輸出成比例實數(shù)數(shù)值=（PID回路輸出標準化實數(shù)值-偏移量）×取值范圍MOVR VD108,AC0 //將PID回路輸出送入AC0*R 32000.0,AC0 //AC0的值乘以取值范圍，變?yōu)槌杀壤龑崝?shù)數(shù)值ROUNDAC0,AC0 //將實數(shù)四舍五入取整，變?yōu)?2位整數(shù)DTI AC0,AC0 //32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成16位整數(shù)MOVW AC0,AQW0 //16位整數(shù)寫入AQW0ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!六、PID指令應用舉例

在恒溫箱內(nèi)裝有一個電加熱元件和一致冷風扇，電加熱元件和風扇的工作狀態(tài)只有OFF和ON，即不能自行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)要控制恒溫箱的溫度恒定，且能在25～100℃范圍內(nèi)可調(diào)，如圖所示。ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!

控制方法：對恒溫箱進行恒溫控制，要對溫度值進行PID調(diào)節(jié)。PID運算的結(jié)果去控制接通電加熱器或制冷風扇，但由于電加熱器或制冷風扇只能為ON或OFF，不能接受模擬量調(diào)節(jié)，故采用“占空比”的調(diào)節(jié)方法。溫度傳感器檢測到的溫度值送入PLC后，若經(jīng)PID指令運算得到一個0～1的實數(shù)，把該實數(shù)按比例換算成一個0～100的整數(shù)，把該整數(shù)作為一個范圍為0～10s的時間t。設計一個周期為10s的脈沖，脈沖寬度為t，把該脈沖加給電加熱器或風扇，即可控制溫度。ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!PID指令來編程ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!典型的PID算法包括三項：比例項、積分項和微分項。即：

輸出=比例項+積分項+微分項計算比例項Kc×（SPn-PVn）

積分項Kc×（Ts/Ti）×（SPn-PVn）+Mx

微分項Kc×（Td/Ts）×（PVn-1-PVn）

ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!三、回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標準化在PLC進行PID控制之前，必須將其轉(zhuǎn)換成標準化浮點表示法。

（1）將回路輸入量數(shù)值從16位整數(shù)轉(zhuǎn)換成32位浮點數(shù)或?qū)崝?shù)。下列指令說明如何將整數(shù)數(shù)值轉(zhuǎn)換成實數(shù)。ITD AIW0,AC0 //將輸入數(shù)值轉(zhuǎn)換成雙字DTRAC0,AC0 //將32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成實數(shù)（2）將實數(shù)轉(zhuǎn)換成0.0～1.0之間的標準化數(shù)值。

/R 32000.0,AC0 //使累加器中的數(shù)值標準化+R 0,AC0 //加偏移量0MOVR AC0,VD100//將標準化數(shù)值寫入PID回路參數(shù)表中ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!五、PID指令ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!PLC軟元件分配如下：Q1.0：控制接通加熱器；Q1.1：控制接通制冷風扇；AIW0：接收溫度傳感器的溫度檢測值。ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!1.PIC指令編程ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!ID指令與模擬量控制共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!2．指令向?qū)Ь幊滔戎噶钕驅(qū)?/p>