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北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited第一章PID原理简介比如说一个压力调节，设定目标值PIT_SP=4MPa，现场反馈回来的实际压力值PIT_PV=3MPa，阀门开度为0%~100%。如果PID在自动调节状态下，由于实际压力值PIT_PV与目标值PIT_SP不相等，此时阀门开度会增加（此处PID分正反作用，此处是反作用。如果是正作用，则阀门开度减小），使现场的管道压力PIT_PV增加至与设定的压力值PIT_SP相等。变化过程中，现场反馈的实际压力值PIT_PV越接近目标值PIT_SP，阀门开度变化的速度越慢，直到相等时，阀门开度不变，否则开度一直增加至100%（正作用时，减小至0%）。第二章PID功能块简介打开Logix5000编程软件，添加一个rung，输入PID，即可出现PID功能块，如下图1，图2所示。图1图2北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited2.1变量简介PID：PID结构体，此处定义了一个名为PIDA的结构体，结构体子变量说明见附件1。ProcessVariable：现场反馈过来的实际参数值，如温度，压力，流量等；Tieback：设定的牵引值，如手动情况下输入的阀门开度值；ControlVariable：控制输出值，如实际输出的阀门开度；PIDMasterLoop：PID主回路；Inholdbit：初始化保持位；Inholdvalue：初始化保持数据；Setpoint：显示设定的控制值，即目标值，如我需要将压力控制在4MPa；ProcessVariable：显示现场反馈过来的实际参数值，如温度，压力，流量等；Output：显示控制输出的阀门开度。2.2PID详细设置在2.1节已经说明了进入PID详细设置的方法，进入后如下图所示。注意：一下截图只是说明相应项的设置意义，具体设置值是具体情况而定。Tuning：图3北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited图4Configuration：图5北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited图6图7Alarm：北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited图8Scaling：图9北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited图102.3PID的无冲击启动图11北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited图12图13北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited第三章PID程序分析3.1手自动无扰切换简介总的来说，就是手自动相互切换时，输出的阀门开度值必须保持上一个状态的开度值。比如说现场的一个压力调节阀正常自动进行PID调节，输出的阀门开度为40%，现在由于特殊需要，需要将阀门开度开到一个特定值80%，此时切换到手动情况下，阀门的开度值必须保持自动状态下的最后的开度值40%，然后再手动输入特定的开度值80%。完成后，投入自动调节时，同样，阀门开度必须保持在手动状态下的开度值80%，然后从80%开始自动调节。3.2程序说明程序如下图14所示。图14实际上，只需要第0行（rung）就可以完成手自动无扰切换，但是为了与上位机连接，故将PID结构体里的变量赋给我们自定义的变量，这样上位机连我们自定义的变量名及对应得地址即可（同时这样做的意义还有就是方便做成一个完整的功能块）。那么第1行（rung）的意义：1.用自己定义的变量MA_Value用于手自动切换（结构体里的.SWM）；2.用自己定义的变量KAIDU_M用于表示手动情况下输出的开度值（结构体里的.SO）。第2行（rung）的意义：由于第一行将KAIDU_M的值赋给了输出开度值（结构体里的.SO）。如果没有第二行，且此时由自动切换至手动，则此时的输出的阀门开度值为上一次手动输入的开度值，并不是上一次自动状态下的阀门开度值，这样便无法实现自动向手动的无扰切换了。要达到自动向手动的无扰切换，就必须使KAIDU_M的值实时跟随控制输出的阀门开度值Output。那么第2行的赋值就可实现。第3行（rung）的意义：用自己定义的变量PID_SP，PID_KP，PID_KI，PID_KD用于输入北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited设置值，比例，积分，微分参数。第四章功能块制作图15对Add-On-Defined下的WRQH的设置定义如下图16所示。北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited图16上图16中的红框里KAIDU_M的Usage为InOut。因为程序里对KAIDU_M，既对它进行了赋值，又把它作为数值赋给了别的变量，因此此处定义为InOut，用作输入输出。另外，在上图16中的LocalTags中定义了一个PIDA的结构体，为本地变量，即局部变量，如下图17所示。图17定义完成后，再在MainProgram里的PID里添加一个rung，双击，输入WRQH后回车，即可添加刚才制作完成的功能块WRQH，如下图18所示。北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited图18到此，功能块制作完成并可以使用，我们自己定义的变量也在功能块里了，这样设置就友好多了。第五章附件1PID结构体的子变量如下所述：助记符类型说明.CTLDINT.CTL的各部分存储下列状态于一个16位字节内。用户可以置位或清零下列位位数据类型.EN31BOOL使能指令，输入梯级调节为真则置位.CT30BOOL级联类型（0＝从，1＝主）.CL29BOOL级联回路（0＝否，1＝是）.PVT28BOOL跟踪过程变量（0＝否，1＝是）.DOE27BOOL...的微分（0＝PV，1＝偏差）.SWM26BOOL软件手动模式（0＝否，自动；1＝是手动模式）.CA25BOOL控制作用（0＝SP-PV，1＝PV-SP）.MO24BOOL工作模式（0＝自动，1＝手动）.PE23BOOLPID方程（0＝独立，1＝相关）.NDF22BOOL微分平滑处理（0＝否，1＝是）北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited.NOBC21BOOL反相偏滞计算（0＝否，1＝是）.NOZC20BOOL过零死区计算（0＝否，1＝是）.SPREAL设定点.KPREAL独立比例增量（无量纲），相关控制器增量(无量纲）.KIREAL独立积分增量（1/秒），相关积分时间（分钟每循环）.KDREAL独立微分增量（1/秒），相关微分时间（分钟每循环）.BIASREAL前馈或偏滞百分比.MAXSREAL最大工程单位定标值MINSREAL最小工程单位定标值.DBREAL死区工程单位.SOREAL设置输出百分比.MAXOREAL最大输出限幅（输出百分比）.MINOREAL最小输出限幅（输出百分比）.UPDREAL回路更新时间.PVREAL已标定的过程变量PV值.ERRREAL已标定的误差值.OUTREAL输出百分比.PVHREAL过程变量上限报警值.PVLREAL过程变量下限报警值.DVPREAL正偏移报警值.DVNREAL负偏移报警值.PVDBREAL过程变量报警死区.DVDBREAL偏移报警死区.MAXIREAL最大过程变量PV值（未标定的输入）.MINIREAL最小过程变量PV值（未标定的输入）.TIEREAL手动控制的牵引信号.MAXCVREAL最大控制变量CV值（对应于100％）.MINCVREAL最小控制变量CV值（对应于0％）.MINTIEREAL最小牵引TIE值（对应于100％）.MAXTIEREAL最大牵引TIE值（对应于0％）.DATA[17]REALDATA[17]中各元素存储.DATA[0]积分累加值.DATA[1]微分平滑临时数据.DATA[2]前一次.PV值.DATA[3]前一次.ERR值.DATA[4]前一次有效.SP值.DATA[5]百分比标定常数.DATA[6].PV的标定常数.DATA[7]微分定标常数.DATA[8]前一次KP值.DATA[9]前一次KI值.DATA[10]前一次KD值.DATA[11]相关增益KP北京龙鼎源科技有限公司BeijingDragonResourcesLimited.DATA[12]相关增益KI.DATA[13]相关增益KD.DATA[14]前一次.CV值.DATA[15].CV的缩小标定常数.DATA[16]牵引值的最小标定常数