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台达DVP-PLC烤箱温度控制程序设计范例

来源:艾特贸易2018-01-31

简介烤箱温度控制(温度专用的 PID 自动调整功能) 【控制要求】 (1) 使用者对烤箱的温度环境特性不了解,控制的目标温度为 80 ℃,利用 PID 指令温度环境下专用的自动调整功能实现烤箱

烤箱温度控制(温度专用的PID自动调整功能)

    【控制要求】

   (1)使用者对烤箱的温度环境特性不了解,控制的目标温度为80℃,利用PID指令温度环境下专用的自动调整功能实现烤箱温度的PID控制。

   (2)利用DVP04PT-S温度模块测得烤箱的现在值温度后传给PLC主机,DVP12SA主机先使用温度自动调整参数功能(D204=K3)做初步调整,自动计算出最佳的PID温度控制参数。调整完毕后,自动修改动作方向为已调整过的温度控制专用功能(D204=K4),并且使用该自动计算出的参数实现对烤箱温度的PID控制。

   (3)使用该自动调整的参数进行PID运算,其输出结果(D0)作为GPWM指令的输入。GPWM指令执行后Y0输出可变宽度的脉冲(宽度由D0决定)控制加热器装置,从而自动实现对烤箱温度的PID控制。

    控制时序如图15-18所示。

控制时序

    15-18    控制时序

    【元件说明】

    15-10    元件说明

元件说明

    【控制程序】

    控制程序如图15-19所示。

控制程序

    15-19    控制程序

    【程序说明】

   (1)该指令格式如下:

   S1为目标值(SV)

   S2为现在值(PV)

   S3为参数(通常需自己进行调整和设置,参数的定义可参考表15-11);

    D为输出值(MV)D最好指定为停电保持的数据寄存器)。

   (2) PID指令使用的控制环境很多,因此应适当地选取动作方向。本例中温度自动调整功能只适用于温度控制环境,切勿使用在速度、压力等控制环境中,以免引起不当现象。

    (3)一般来说,由于控制环境不一样,PID的控制参数(除温度控制环境下提供自动调整功能外)需靠经验和测试来调整,一般的PID指令参数调整步骤如下:

   1)首先将KIKD值设为0,接着先后分别设设置KP5102040,分别记录其SVPV状态,其结果如图15-20所示。

SV与PV关系(一)

    15-20    SVPV关系(一)

   2)观察图15-20后得知KP40时,其反应会有过冲现象,因此不选用;而KP20时,其PV反应曲线接近SV值且不会有过冲现象,但是由于启动过快,因此输出值MV瞬间值会很大,所以考虑暂不选用;KP10时,其PV反应曲线接近SV值并且是比较平滑接近,因此考虑使用此值;KP5时,其反应过慢,因此也暂不考虑使用。

   3)选定KP10后,先调整KI值由小到大(如1248),以不超过KP值为原则;然后再调整KD由小到大(如0.010.050.10.2),以不超过KP10%为原则;最后可得如图15-21所示的PVSV的关系。

SV与PV关系(二)

    15-21    SVPV关系(二)

    注:本方法仅供参考,因此使用者还需依实际控制系统状况自行调整适合的控制参数。

   (4)温度控制环境下台达PLCPID指令提供了自动调整功能,可不用调整PID参数就能达到理想的温度控制效果,本例中温度自动调整的过程如下:

   1)初步调整,自动计算最佳PID温度控制参数,存在D200D219,其温度响应曲线如图15-22所示。

温度响应曲线(一)

    15-22    温度响应曲线(一)

   2)使用自动调整好的PID参数(D200D219中参数)做温度控制,其温度响应曲线如图15-23所示。

温度响应曲线(二)

    15-23    温度响应曲线(二)

    由图15-23可看出经过自动调整后,使用调整好的参数进行温度控制的效果还不错,而且控制时间大约只使用了20min

   (5) PID的取样时间需与GPWM的周期设置相同,但两个指令的时间单位不同,PID单位为10msGPWM单位为1ms

   (6)现在值(PV)的取样时间最好是PID取样时间2倍以上,温度控制时建议为26s

   (7) API144 GPWMAP178 FROMAPI79 TO指令的用法请参考相关资料。

   (8) 16PID指令参数(S3)见表15-11

    15-11    16PID指令参数

16位PID指令参数

   1)若使用者参数设置超出范围将以左右极限为其设置值,但动作方向( DIR)若超出范围则预设为0

   2)取样时间Ts的最大差值为-1次扫描周期+1ms)~+1次扫描周期)。如果误差值对输出造成影响,应将扫描周期加以固定,或使用于时间中断子程序内。

   3) PID的测定值(PV)PID执行运算动作前必须是一个稳定值。如果要抓取DVP-04AD/DVP-04XA/DVP-04PT/DVP-04TC模块的输入值作PID运算时,应注意这些模块的A/D转换时间。

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