第六章專家指令

第六章 專家指令6.1PID運算6.1.1 指令解說32位指令32位指令16位指令PID9步適適用軟元：D0~D5975件S3S1S2S3S1S2K,HKnXKnYKnMKnSTCDV,Z字軟元件K,HKnXKnYKnMKnSTCDV,Z字軟元件DDS3S3XYMS位軟元件XYMS位軟元件指令與操作數(shù) 用于進(jìn)行PID控制的PID運算程序。指令與操作數(shù)達(dá)到采樣時間的PID指令在其后掃描時進(jìn)行PID運算。S1設(shè)定目標(biāo)值(SV)S1DS2設(shè)定測定現(xiàn)在值(PV)執(zhí)行程序時，運算結(jié)果(MV)被存入中。DS2S3S3~+6設(shè)定控制參數(shù)S3S3D對于請根據(jù)以下程序，在可編程控制器RUN時，務(wù)必清除保持的內(nèi)容。DD中為指定的停電保持區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)寄存器元件號。DS3需占有自起始的25個數(shù)據(jù)寄存器。S3參數(shù)設(shè)定控制參數(shù)在PID運算前必須預(yù)先指定。控制參數(shù)共有25個：參數(shù)設(shè)定S3：采樣時間(TS)1~32767(ms)(但比運算周期短的時間數(shù)值無法執(zhí)行)S3S3+1：動作方向(ACT)bit00：正動作1：逆動作。S3bit10：輸入變化量報警無1：輸入變化量報警有效bit20：輸出變化量報警無1：輸出變化量報警有效bit3不可使用bit4自動調(diào)諧不動作1：執(zhí)行自動調(diào)諧bit5輸出值上下限設(shè)定無1：輸出值上下限設(shè)定有效bit6~bit15不可使用另外，請不要使bit5和bit12同時處于ON。S3+2：輸入濾波常數(shù)(α)0~99[%]0時沒有輸入濾波S3S3+3：比例增益(Kp)1~32767[%]S3S3+4：積分時間(T1)0~32767(×100ms)0時作為∞處理(無積分)S3S3+5：微分增益(KD)0~100[%]0時無積分增益S3S3+6：微分時間(TD)0~32767(×10ms)0時無微分處理S3S3+7S3PID運算的內(nèi)部處理占用S3+19S3S3+20輸入變化量(增側(cè))報警設(shè)定值0~32767S3S3S3+21輸入變化量(增側(cè))報警設(shè)定值0~32767S3S3+22輸出變化量(增側(cè))報警設(shè)定值0~32767S3+23輸出變化量(減側(cè))報警設(shè)定值有效)S3S3+24報警輸出bit0輸入變化量增側(cè)溢出S3bit1輸入變化量減側(cè)溢出bit2輸出變化量增側(cè)溢出bit3輸出變化量減側(cè)溢出DS3PID指令可多次執(zhí)行，但請注意運算使用的或軟元件號不要重復(fù)。DS3S3PID指令在子程序、步進(jìn)梯形圖、跳轉(zhuǎn)指令中也可使用。在這種情況下，執(zhí)行PID指令前請清除+7后再使用。S3采樣時間TS的最大誤差為-(1運算周期+1ms)~+(1運算周期)。如果采樣時間TS≤可編程控制器的1個運算周期，則發(fā)生PID運算錯誤。輸入濾波常數(shù)有使測定值變化平滑的效果。微分增益有緩和輸出值急烈變化的效果。S3動作方向(+1[bit0])S3S3 +1的[bit0]=0：用正動作指定系統(tǒng)的動作方向。S3S3 +1的[bit0]=1：用逆動作指定系統(tǒng)的動作方向。S3S3輸出值上下限設(shè)定(+1[bit5])S3S3 +1的bit5=1：輸出值上下限設(shè)定有效。S3有抑制PID控制的積分項增大的效果。S3使用這個功能時，必須+1的bit2=0。輸出值S3無輸出值上下限不能輸出無輸出值上下限+22輸出值上限有輸出值上下限輸出值下限不能輸出有輸出值上下限時間輸入輸出變化量報警設(shè)定 變化量=(前次的值)-(這次的值)S3報警標(biāo)志的動作(+24)S3i)輸入變化量(bit1=1)ii)輸出變化量(bit2=1)輸入變化量輸出變化量增側(cè)增側(cè)采樣采樣0次數(shù)0次數(shù)減側(cè)減側(cè)S3S3報警標(biāo)志報警標(biāo)志S3S3+24+24bit0ONOFFbit2ONOFFS3S3S3+24+24S3bit1OFFONbit3OFFON為了執(zhí)行PID控制得到良好的控制結(jié)果，必須求得適合于控制對象的各參數(shù)的最佳值。這里必須求得PID的三個常數(shù)：求PID參數(shù)比例增益 Kp；求PID參數(shù)積分時間 T1；微分時間 TD。這里就該階路反應(yīng)法來求取以上三個參數(shù)。階躍反應(yīng)法是對控制系統(tǒng)施加0→x%的階躍輸出，依據(jù)輸入變化判斷動作特性，從而求得PID三個常數(shù)的方法。通常取x=100，75，50。<動作特性>100%輸出值輸出值(MV)0%時間輸入值的變化量最大傾斜(R)時間(Sec)無用時間(L)I(Sec)(Sec)<動作特性和3個常數(shù)>比例增益(Kp)[%]積分時間(T1)[×100ms]微分時間(TD)[×100ms]僅有比例控制(P動作)1輸出值×RL(MV)PI控制(PI動作)0.9輸出值×RL(MV)33LPID控制(PID動作)1.2輸出值×RL20L50L(MV)自整定PID參數(shù)為了能得到最佳PID控制，使用自整定功能。就是用階躍反應(yīng)法自動設(shè)定重要參數(shù)：自整定PID參數(shù)S3動作方向 +1的[bit0]S3S3比例增益 +3S3S3積分時間 +4S3S3微分時間 +6S3D傳送自整定用輸出值至輸出值中。D這個自動調(diào)諧用輸出值請根據(jù)輸出設(shè)備在輸出可能最大值的50%～100%范圍內(nèi)使用。請設(shè)定自整定不能設(shè)定的參數(shù)(采樣時間、輸入濾波、微分增益等)以及目標(biāo)值等。若不能滿足下述的注意事項，則自整定結(jié)果可能不正確。注意事項：◆目標(biāo)值的設(shè)定自整定開始時的測定值和目標(biāo)值的差如不是150以上則不能正確自整定。因此，若不是150以上情況時，先設(shè)定自整定用目標(biāo)值，待自整定完成后，再次設(shè)定目標(biāo)值?！舨蓸訒r間 自整定時的采樣時間必須在1秒(1000ms)以上。 另外本采樣時間推薦使用大大長于輸出變化周期的時間值。S3+1(ACT)的bit4設(shè)為ON后，則自整定開始。S3變化量達(dá)1/3（開始時的測定值-目標(biāo)值）以上時，則自整定結(jié)束，S3+1(ACT)的bit4自動變?yōu)镺FF。S3自動調(diào)諧請在系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時開始。如在不穩(wěn)定的狀態(tài)開始，則不能正確進(jìn)行自動調(diào)諧。必須在PID運算執(zhí)行前，將正確的測定值讀入PID測定值(PV)中。特別對模擬量輸入模塊的輸入值進(jìn)行PID運算時，需注意其轉(zhuǎn)換時間。PID命令的基本運算式本指令根據(jù)速度形、測定值徵分形運算式，進(jìn)行PID運算。PID命令的基本運算式S3PID控制根據(jù)中指定的動作方向的內(nèi)容，執(zhí)行正動S3S3作或逆動作。運算中的各值是之后單元指定的參數(shù)。S3PID基本運算式：動作方向PID運算方式正動作Ts△MV=Kp{EVn-EVn-1}+EVn+Dn1TIEVn=PVnf-SVTDaD·TDDn=(-2PVnf-1+PVnf+PVnf-2)+·Dn-1Ts+aD·TDTs+aD·TDMVn=Σ△MV逆動作Ts△MV=Kp{EVn-EVn-1}+EVn+Dn1TIEVn=SV-PVnfTDaD·TDDn=(2PVnf-1-PVnf-PVnf-2)+·Dn-1Ts+aD·TDTs+aD·TDMVn=Σ△MV△符號說明EVn：本次采樣時的偏差Dn：本次的微分項符號說明EVn-1：1個周期前的偏差Dn-1：1個周期前的微分項SV：目標(biāo)值Kp：比例增益PVnf：本次采樣時的測定值(濾波后)Ts：采樣周期PVnf-1：1個周期前的測定值(濾波后)TI：積分常數(shù)PVnf-2：2個周期前的測定值(濾波后)TD：微分常數(shù)△MV：輸出變化量MVn：本次的操作量PVnf是根據(jù)讀入的測定值由下列運算式求得的值。[濾波后的測定值PVnf]=PVn+L(PVnf-1-PVn)PVn：本次采樣時的測定值L：濾波系數(shù)PVnf-1：1個周期前的測定值(濾波后)6.1.2 應(yīng)用示例①、系統(tǒng)構(gòu)成：溫度傳感器帶屏蔽的補(bǔ)償導(dǎo)線(熱電偶)X10X11ch2FX2N~48MRFX2N-4AD-TCCOMY0Y1X10X11ch2FX2N~48MRFX2N-4AD-TCCOMY0Y1溫度槽溫度槽故障顯示~X010：自動調(diào)揩指令~LX011：PID控制指令L電加熱器②、設(shè)定內(nèi)容：自整定時PID控制時S1目標(biāo)值<>S1500(+50℃)500(+50℃)參數(shù)