PID的应用案例

LADSTL说明PIDTBL，LOOPTBL：参数表起始地址VB，数据类型：字节LOOP：回路号，常量（0-7），数据类型：字节PID指令案例：压供水水箱PID控制一恒压供水水箱，通过变频器驱动的水泵供水，维持水位在满水位的70%。过程变量PVn为水箱的水位（由水位检测计提供），设定值为70%，PID输出控制变频器，即控制水箱注水调速电机的转速。要求开机后，先手动控制电机，水位上升到70%时，转换到PID自动调节。1.PID控制回路的参数表运行PID控制指令，S7-200将根据PID控制回路的参数表中的输入测量值、控制设定值及PID参数，进行PID运算，求得输出控制值。参数表中有9个参数，全部为32位的实数，共占用36个字节。PID控制回路的参数表地址参数数值VD100过程变量当前值PVn水位检测计提供的模拟量经A/D转换后的标准化数值0.0-1.0间VD104给定值SPn0.70.0-1.0间VD108输出值MnPID回路的输出值（标准化数值）0.0-1.0间VD112增益Kc0.3可正可负VD116采样时间Ts0.1s正数VD120积分时间Ti30min正数VD124微分时间Td0（关闭微分作用）min正数VD128上一次积分值Mx根据PID运算结果更新0.0-1.0VD132上一次过程变量PVn-1最近一次PID的变量值恒压供水PID控制参数表2.回路输入量的转换和标准化每个回路的给定值和过程变量都是实际数值，其大小、范围和工程单位可能不同。在PLC进行PID控制之前，必须将其转换成标准化浮点表示法。步骤如下：步骤（1）将实际从16位整数转换成32位浮点数或实数。下列指令说明如何将整数数值转换成实数。（2）将实数转换成0.0至1.0之间的标准化数值。用下式：实际数值的标准化数值=实际数值的非标准化数值或原始实数/取值范围+偏移量其中：取值范围=最大可能数值-最小可能数值=32000（单极数值）或64000（双极数值）偏移量：对单极数值取0.0，对双极数值取0.53.PID回路输出转换为成比例的整数程序执行后，PID回路输出0.0和1.0之间的标准化实数数值，必须被转换成16位成比例整数数值，才能驱动模拟输出。PID回路输出成比例实数数值=（PID回路输出标准化实数值-偏移量）*取值范围程序如下：PID控制功能的应用1.控制任务一恒压供水水箱，通过变频器驱动的水泵供水，维持水位在满水位的70%。过程变量PVn为水箱的水位（由水位检测计提供），设定值为70%，PID输出控制变频器，即控制水箱注水调速电机的转速。要求开机后，先手动控制电机，水位上升到70%时，转换到PID自动调节。2.程序分析（1）I/O分配手动/自动切换开关I0.0模拟量输入AIW0模拟量输出AQW0（2）程序结构由主程序，子程序，中断程序构成。主程序:用来调用初始化子程序，子程序:用来建立PID回路初始参数表和设置中断，由于定时采样，所以采用定时中断（中断事件号为10），设置周期时间和采样时间相同（0.1s），并写入SMB34。中断程序:用于执行PID运算，I0.0=1时，执行PID运算，本例标准化时采用单极性（取值范围32000）。地址参数数值VD100过程变量当前值PVn水位检测计提供的模拟量经A/D转换后的标准化数值VD104给定值SPn0.7VD108输出值MnPID回路的输出值（标准化数值）VD112增益Kc0.3VD116采样时间Ts0.1sVD120积分时间Ti30minVD124微分时间Td0（关闭微分作用）minVD128上一次积分值Mx根据PID运算结果更新VD132上一次过程变量PVn-1最近一次PID的变量值恒压供水PID控制参数表子程序INT-0LDSM0.1CALLSBR_0子程序（建立PID回路参数表，设置中断以执行PID指令）LDSM0.0MOVR0.7,VD104//写入给定值(注满70%)MOVR0.3,VD112//写入回路增益（0.25）MOVR0.1,VD116//写入采样时间（0.1秒）MOVR30.0,VD120//写入积分时间（30分钟）MOVR0.0,VD124//设置无微分运算MOVB100,SMB34//写入定时中断的周期100msATCHINT_0,10//将INT-0（执行PID）和定时中断连接ENI//全局开中断中断程序（执行PID指令）LDSM0.0ITDAIW0,AC0//将整数转换为双整数DTRAC0,AC0//将双整数转换为实数/R32000.0,AC0//标准化数值MOVRAC0,VD100//将标准化PV写入回路参数表LDI0.0PIDVB100,0//PID指令设置参数表起始地址为VB100，LDSM0.0MOVRVD108,AC0//将PID回路输出移至累加器*R32000.0,AC0//实际化数值ROUNDAC0,AC0//将实际化后的数值取整DTIAC0,AC0//将双整数转换为整数MOVWAC0,AQW0//将数值写入模拟输出