PLC的PID指令介绍

    1．指令说明    PID指令说明如下：
    2．PID控制回路参数表    PID运算由P（比例）、I（积分）和D（微分）三项运算组成，PID运算公式如下：    Mn=[Kc(SPn-PVn)]+[Kc(Ts/rTI(SPn-PVn)+Mx]    +[Kc（TD/Ts）（SPn-PVn)]    在上式中，Mn为PID运算输出值，[Kc（SPn-PVn）]为比例运算项， [Kc(Ts/TI)（SPn-PVn）+Mx]为积分运算项，[Kc（TD/Ts）（SPn-PVn）]为微分运算项。    要进行PID运算，需先在PID控制回路参数表中设置运算公式中的变量值。PID控制回路参数表见表5-22。在表中，过程变量(PVn)相当于图5-51中的反馈信号，设定值( SPn)相当于图5-51中的给定信号，输出值(Mn)为PID运算结果值，相当于图5-51中的控制信号，如果将过程变量(PVn)值存放在VD200双字单元，那么设定值（SPn）、输出值(Mn)则要分别存放在VD204、VD208单元。    表5-22    PID控制回路参数表
    3．PID运算项的选择    PID运算由P（比例）、I（积分）和D（微分）三项运算组成，可以根据需要选择其中的一项或两项运算。    1)如果不需要积分运算，应在参数表中将积分时间(Ti)设为无限大，这样（Ts/TI）值接近0，虽然没有积分运算，但由于有上一次的积分值Mx，积分项的值也不为0。    2)如果不需要微分运算，应将微分时间(TD)设为0.0。    3)如果不需要比例运算，但需要积分或微分回路，可以把增益(Kc)设为0.0，系统会在计算积分项和微分项时，把增益(Kc)当做1.0看待。    4．PID输入量的转换与标准化    PID控制电路有两个输入量：设定值和过程变量。设定值通常是人为设定的参照值，如设置的水压值；过程变量值来自受控对象，如压力传感器检测到的水压值。由于现实中的设定值和过程变量值的大小、范围和工程单位可能不一样，在执行PID指令进行PID运算前，必须先把输入量转换成标准的浮点型数值。    PID输入量的转换与标准化过程如下：    1)将输入量从16位整数值转换成32位实数（浮点数）。该转换程序如图5-52所示。
    图5-52   16位整数值转换成32位实数    2)将实数转换成0.0~1.0之间的标准化数值。转换表达式为：输入量的标准化值=输入量的实数值／跨度+偏移量。跨度值通常取32000（针对0~ 32000单极性数值）或64000（针对- 32000~ 32000双极性数值）；偏移量取0.0（单极性数值）或0.5（双极性数值）。该转换程序如图5-53所示：
    图5-53    实数转换成0.0~1.0之间的标准化数值    5．PID输出量的转换    在PID运算前，需要将实际输入量转换成0.0~1.0之间的标准值，然后进行PID运算，PID运算后得到的输出量也是0.0~1.0之间的标准值，这样的数值无法直接驱动PID的控制对象，因此需要将PID运算输出的0.0~1.0标准值按比例转换成16位整数，再送到模拟量输出单元，通过模拟量输出端子输出。    PID输出量的转换表达式为    PID输出量整数值=（PID运算输出量标准值-偏移量）×跨度    PID输出量的转换程序如图5-54所示。
    图5-54   PID输出量的转换程序