PID回路控制的原理與調試

1、PID回路控制的原理與調試2011-8-10 11:54:00來源：上海巨朋自動化技術有限公司懸1.引言在本章中將重點介紹如何使用GForce-200 PLC CPU222進行PID回路控制。PID控制概述GForce-200系列PLC能夠進行PID控制，其CPU最多可支持8個PID控制回路。 PID是閉環(huán)控制系統(tǒng)中比例-積分-微分控制算法，它可以看作是這三項之和，根據設 定值與被控對象實際值的差值，按PID方式計算出控制輸出量，使反饋跟隨設定值變 化，因此PID控制是負反饋閉環(huán)控制。其中比例項是增益（Kc）與偏差的乘積，積 分項與偏差的和成正比，而微分項與偏差的變化成正比。PID控制功能是通

2、過PID指令功能塊實現的。在S7-200中，PID回路指令運用 回路表中的輸入信息和組態(tài)信息，進行PID運算，交換數據，編程極其簡便，該指令 影響特殊存儲器標志位SM1.1 （溢出）。只有在邏輯堆棧棧頂值為1時，才能進行PID 運算。本指令有兩個操作數：TBL和LOOP （如下圖所示）。其中TBL是回路表的 起始地址，操作數限用VB 區(qū),數據類型是BYTE型；LOOP是回路號可以是0到7 的整數，因此在程序中最多可以用8條PID指令。如果有兩個或兩個以上的PID指 令用了同一個回路號，即使這些指令的回路表不同，那么這些PID運算之間也會產 生不可預料的結果。在直接使用PID指令功能塊之前，必須

3、把增益（Kc）、采樣時 間（Ts）、積分時間（Ti）、微分時間（Td）等等這些實數全部轉換成0.0-1.0之間 的實數，以便PID指令功能塊接受，也就是說把外界實際物理量轉換成PID指令可 以接收的數據，即輸入/輸出的轉換與標準化處理。PID控制編程調試在本套系統(tǒng)中，為了生產需求，鍋爐內蒸汽壓力應維持在0.85-1.0MPa之間，壓 力的大小由壓力變送器檢測，變送器壓力量程0-2.5MPa，輸出DC4-20mA。因此在 0.85MPa時，相應的電流輸出是9.44Ma，同樣1.0MPa時輸出為10.4mA，其標準化 刻度值如下圖所示。2.51.00.85nA?o0L4i輿1值32W0疽城送掠蛍眩

4、関2.51.00.85nA?o0L4i輿1值32W0疽城送掠蛍眩関I示意圍I MPa1054087 Dt4CD過程變量值是壓力變送器檢測的單極性模擬量，回路輸出值也是一個單極性模擬 量用來控制鼓風機的速度。這兩個模擬量的范圍是0.0 -1.0，分辨率為1/32000 （標準 化）?？梢猿醪酱_定Kc=0.06, Ts=0.2, Ti=10.0,在這里不用微分作用，程序編輯如下血血 裝M疑IM 34=0.W112臥回路騷01 %訕俄裝A昴單晡肌卿VD1茨裝馬盼日擱1吩刪囲關閉罰乍用斷関疑舸寸中斷間麻0翻允許中斷,連接中圖。中斷程丿予/X累力疇中的值標隹化輸出聞遽/Awioo皿上1自動進 行piwg/X累力疇中的值標隹化輸出聞遽/Awioo皿上1自動進 行piwg輸入謝存入累力疇汐轉化成刪用了主程序，子程序，中斷程序的結構模式, 時間。程序上采程序清晰，明了，大大縮短了周期掃描調試程序選擇PID的參數，以及相互間的配合，可以影響PID控制的穩(wěn)定性。如采樣時 間過短對外部信號的變化有可能檢測不到，而過長的采樣時間顯然不能滿足控制精度 的要求。又如過大的增益又會造成控制的震蕩。在調試程序時要注意這些參數的設置， 慢慢調試以至達到穩(wěn)定的PID控制。結束語PID控制在閉環(huán)控制中有著重要的作用，這里僅以控制鼓風機的速度來保持鍋爐