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產品簡介
詳細介紹
PLC模塊6ES72918BA200XA0
比例/積分/微分(PID)回路控制指令
PID回路控制指令(PID)根據輸入和表(TBL)中的組態信息，對
相應的LOOP執行PID回路計算。
使ENO=0的錯誤條件：
■ SM1.1 (溢出)
■ 0006 (間接尋址)
受影響的特殊存儲器位：
■ SM1.1 (溢出)
PID回路指令(包含比例、積分、微分回路)可以用來進行PID運 算。但是，可以進行這種PID運算的前提條件是邏輯堆棧棧頂(TOS)值必須為1。該指令有兩個操作數：作為回路表起始地址 的“表"地址和從0到7的常數的回路編號。
在程序中多可以用8條PID指令。如果兩個或兩個以上的PID指令用了同一個回路號，那么即使這些 指令的回路表不同，這些PID運算之間也會相互干涉，產生不可預料的結果。
回路表包含9個參數，用來控制和PID運算。這些參數分別是變量當前值(PVn)，變量前 值(PVn- 1)，設定值(SPn)，輸出值(Mn)，增益(Kc)，采樣時間(Ts)，積分時間(TI)，微分時間(TD)和積分項前值(MX)。
為了讓PID運算以預想的采樣工作，PID指令必須用在定時發生的中斷程序中，或者用在主程序 中被定時器所控制以一定執行。采樣時間必須通過回路表輸入到PID運算中。
自整定功能已經集成到PID指令中。對于自整定的詳細描述，參考第15章。PID整定控制面板只能用 于由PID向導創建的PID回路。
表6--43 PID回路控制指令的有效操作數
輸入/輸出 | 數據類型 | 操作數 |
TBL | BYTE | VB |
LOOP | BYTE | 常數(0到7) |
指令向導
STEP 7- Micro/WIN提供了PID指令向導，指導您定義一個閉環控制的PID算法。在命令菜單中
選擇工具 > 指令向導，然后在指令向導窗選擇PID指令。
理解PID算法
PID控制器調節輸出，保證偏差(e)為零，使達到狀態。偏差(e)是設定值(SP)和變量(PV)的差。PID控制的原理基于下面的算式；輸出M(t)是比例項、積分項和微分項的函數。
輸出 = 比例項 + 積分項 + 微分項 t M(t) = KC * e + KC fle dt + Minitial + KC * de/dt 0 其中： M(t) 是作為時間函數的回路輸出 KC 是回路增益 e 是回路誤差(設定值和變量之間的差) Minitial 是回路輸出的初始值 |
為了能讓數字計算機處理這個控制算式，連續算式必須離散化為周期采樣偏差算式，才能用來計算輸 出值。數字計算機處理的算式如下：
n Mn = Kc * en + KI * Σex + + KD * (en--en - 1) 1 Minitial 輸出 = 比例項 + 積分項 + 微分項 其中： Mn 是在采樣時刻n，PID回路輸出的計算值 KC 是回路增益 en 是采樣時刻n的回路誤差值 en -- 1 是回路誤差的前一個數值(在采樣時刻n--1) ex 是采樣時刻x的回路誤差值 KI 是積分項的比例常數 Minitial 是回路輸出的初始值 KD 是微分項的比例常數 |
從這個公式可以看出，積分項是從第1個采樣周期到當前采樣周期所有誤差項的函數。微分項是當前 采樣和前一次采樣的函數，比例項僅是當前采樣的函數。在數字計算機中，不保存所有的誤差項，實 際上也不必要。
由于計算機從次采樣開始，每有一個偏差采樣值必須計算一次輸出值，只需要保存偏差前值和積 分項前值。作為數字計算機解決的重復性的結果，可以在任何采樣時刻必須計算的方程的一個簡 化算式。簡化算式是：
Mn = Kc * en + KI * en + MX + KD * (en--en - 1) 輸出 = 比例項 + 積分項 + 微分項其中： Mn 是在采樣時間n時，回路輸出的計算值 KC 是回路增益 en 是采樣時刻n的回路誤差值 en -- 1 是回路誤差的前一個數值(在采樣時刻n--1) KI 是積分項的比例常數 MX 是積分項的前一個數值(在采樣時刻n -- 1) KD 是微分項的比例常數 |
CPU實際使用以上簡化算式的改進形式計算PID輸出。這個改進型算式是：
Mn = MPn + MIn + MDn 輸出 = 比例項 + 積分項 + 微分項 其中： Mn 是在采樣時間n時的回路輸出的計算值MPn 是在采樣時間n時回路輸出比例項的數值MIn 是在采樣時間n時回路輸出積分項的數值MDn 是在采樣時間n時回路輸出微分項的數值 |
理解PID方程的比例項
比例項MP是增益(KC)和偏差(e)的乘積。其中KC決定輸出對偏差的靈敏度，偏差(e)是設定值(SP)與過
程變量值(PV)之差。S7-200解決的求比例項的算式是：
MPn = KC * (SPn -- PVn) 其中： MPn 是在采樣時間n時的回路輸出的比例項值 KC 是回路增益 SPn 是在采樣時間n時的設定值的數值 PVn 是在采樣時間n時變量的數值 |
理解PID方程的積分項
積分項值MI與偏差和成正比。S7-200解決的求積分項的算式是：
MIn = KC * TS / TI * (SPn -- PVn) + MX 其中： MIn 是在采樣時間n時的回路輸出積分項的數值 KC 是回路增益 TS 是回路采樣時間 TI 是回路的積分周期(也稱為積分時間或復位) SPn 是在采樣時間n時的設定點的數值 PVn 是在采樣時間n時的變量的數值 MX 是在采樣時刻n--1時的積分項的數值 (也稱為積分和或偏差) |
積分和(MX)是所有積分項前值之和。在每次計算出MIn之后，都要用MIn去更新MX。其中MIn可以被或限定(詳見“變量和范圍一節)。MX的初值通常在次計算輸出以前被設置為Minitial( 初值)。積分項還包括其他幾個常數：增益(KC)，采樣時間間隔(TS)和積分時間(TI)。其中采樣時間是重 新計算輸出的時間間隔，而積分時間控制積分項在整個輸出結果中影響的大小。
理解PID方程的微分項
微分項值MD與偏差的變化成正比。S7-200使用下列算式來求解微分項：
MDn = KC * TD / TS * ((SPn -- PVn) -- (SPn -- 1 -- PVn -- 1)) |
為避免由于設定值變化的微分作用而引起的輸出中階躍變化或跳變，對此方程式進行改進，假定設定
值恒定不變(SPn = SPn -- 1)。這樣，可以用變量的變化替代偏差的變化，計算算式可改進為：
MDn = KC * TD / TS * (SPn -- PVn -- SPn + PVn -- 1) 或 MDn = KC * TD / TS * (PVn -- 1 -- PVn) 其中： MDn 是在采樣時間n時回路輸出微分項的數值 KC 是回路增益 TS 是回路采樣時間 TD 是回路的微分周期(也稱為微分時間或速率) SPn 是在采樣時間n時設定點的數值 SPn--1 是在采樣時間n--1時設定點的數值PVn 是在采樣時間n時變量的數值PVn--1 是在采樣時間n--1時變量的數值 |
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地表水水質優良達80%以上。在電子技術和計算機行業發展的帶動下并伴隨著下游應用領域需求的日益增長，2018年國內光學儀器行業整體向好發展。組建器械分類技術會及其專業組，論證了《分類目錄》內容的科學性、合理性，修訂完成新《分類目錄》。在剛剛過去的2017年里，我驗檢測行業漸入佳境，發展勢頭良好。經研究，同意6個實驗室通過整改核查，保留重點實驗室稱號，按照良好類重點實驗室予以支持。
PLC模塊6ES72918BA200XA0
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