- 艾寶物聯IOBOV? ─ 工業無線測控專家
每個PID控制回路有兩個輸入量,即給定量和過程變量,在實際控制問題中,它們的取值范圍和測量單位可能不一致,因此,在進行PID運算前,必須將工程實際值標準化,即轉換為無量鋼相對值格式。在對模擬量進行PID運算后,對輸出生產的控制作用是在[0.0~1]范圍的標準化值,為了能夠驅動實際的驅動裝置必須將其轉換成工程實際值。
一、對于一個單極性的輸入模擬量的轉換及標準化程序如下:
XORD,ACO,ACO //ACO清0
MOVW,AIWO,ACO //將模擬輸入量送入ACO。
LDW>=ACO,O //如果ACO為正。
IMP
NOT
ORD16#FFFF0000,ACO //ACO中的符號處理
LBLACO,ACO //將32位整數轉換為實數
/R320000,ACO //標準化ACO
MOVRACO,VD100 //將標準化值存入PID參數表TBL中
三個基本參數Kp,Ki,Kd在實際控制中的作用
比例調節的作用:是按比例反映系統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節立即產生調節作用以減少偏差。比例作用大可以加快調節,減少誤差,但過大的比例,會使系統穩定性下降,甚至造成不穩定。
積分調節作用:是系統消除穩態誤差,提高無差度,因為有誤差,積分調節就進行,甚至無差,積分調節停止,積分調節輸出一常值。Ti越小積分作用越強,加入積分調節可使系統穩定性下降,動態響應變慢,必須分D和P規律結合,組成PI和PID。
微分調節作用,微分作用反映系統偏差信號的變化率。具有預見性,能預見偏差變化的趨勢。因此產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,以被微分調節作用消除。因此可以改變系統的動態性能,減少超調,減少調節時間。微分作用對噪聲干擾有放大作用,因此過強的加微分調節對系統抗干擾不利。微分作用不能單獨使用,必須組成PD或PID控制器。
二.輸出模擬量轉換為工程實際值
在對模擬量進行PID運算后,對輸出產生的控制作用是在[0.0--1]范圍的標準值,為了能夠驅動實際的驅動裝置必須將其轉換成實際值
(1)將標準化值轉換為按工程量標定的工程實際值的實數模式
Rscal=(Mn-Offset)*Span
Rscal---按工程標的過程變量的實數模式
Mn------過程變量的標準化值
Span----最大允許值減去最小允許值。一般取32000(單極性)或64000(雙極性)
Offset—取0(單極性)或0.5(雙極性)
(2)將已標定的工程實際值的實數模式能轉換為16位整數模式。
輸入模擬量的轉換方式為:
Rnom=Rrav/Span+offset
下面的程序段為PID控制回路輸出轉換為按工程量標定的整數值
MOVRVD108,ACO //將輸出結果存放ACO
-R0.5,ACO //對于雙級性的場合(單級性無此條語句)
XR64000.0ACO //將ACO中的值按工程量標定。
TRUNCACOACO //將實數轉換為32位整數。
MOVWACOAQWO //將16位整數值輸出模擬量摸板。
三、PID指令的控制方式。
在S7-200中PID指令沒有考慮手動/自動控制的切換方法。所謂自動方式是指,只要PID功能框的允許輸入EN有效時,將周期性的執行PID運算指令。而手動方式是指PID功能框的允許輸入EN無效時,不執行PID運算指令。
在程序運行過程中,如果PID指令的EN輸入有效,即進行手動/自動
控制切換。為了保證在切換過程中無擾動無沖擊,在手動控制過程中,就要將社定的輸出值作為PID指令的一個輸入(作為Mn參數寫到參數表中)使PID指令根據參數表的值進行下列操作。
(1)使SPn(社定值)=PVn(過程值)
(2)使PVn-1(前一次過程變量)=PVn
(1)使Mx(積分和)=Mn(輸出值)
一旦EN輸出有效(從0到1的跳變),就從手動方式無擾切換到自動方式。
四、PID回路控制指令
PID指令的功能是進行PID運算
TBL——參數表的首地址由變量寄存器VB指定的字節型數據。
LOOP——是回路號,是0——7的常數
指令格式;PIDTBLLOOP
在S7—200的應用程序中,最多可以使用8條PID指令,即在一個應用程序中,最多可以用8個PID控制回路,一個PID控制回路只能用1條PID指令,沒個PID控制回路必須使不同的回路號。