pid.docx
- 文档编号:9666174
- 上传时间:2023-02-05
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:370.65KB
pid.docx
《pid.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《pid.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
pid
返回专题资料首页>>
PIDWizard-PID向导
Micro/WIN提供了PIDWizard(PID指令向导),可以帮助用户方便地生成一个闭环控制过程的PID算法。
此向导可以完成绝大多数PID运算的自动编程,用户只需在主程序中调用PID向导生成的子程序,就可以完成PID控制任务。
PID向导既可以生成模拟量输出PID控制算法,也支持开关量输出;既支持连续自动调节,也支持手动参与控制。
建议用户使用此向导对PID编程,以避免不必要的错误。
如果用户不能确定中文编程界面的语义,我们建议用户使用英文版本的Micro/WIN,以免对向导中相关概念发生误解。
建议用户使用较新的编程软件版本。
在新版本中的PID向导获得了改善。
PID向导编程步骤
在Micro/WIN中的命令菜单中选择Tools>InstructionWizard,然后在指令向导窗口中选择PID指令:
图1.选择PID向导
在使用向导时必须先对项目进行编译,在随后弹出的对话框中选择“Yes”,确认编译。
如果已有的程序中存在错误,或者有没有编完的指令,编译不能通过。
如果你的项目中已经配置了一个PID回路,则向导会指出已经存在的PID回路,并让你选择是配置修改已有的回路,还是配置一个新的回路:
图2.选择需要配置的回路
第一步:
定义需要配置的PID回路号
图3.选择PID回路号
第二步:
设定PID回路参数
图4.设置PID参数
图4中:
a.定义回路设定值(SP,即给定)的范围:
在低限(LowRange)和高限(HighRange)输入域中输入实数,缺省值为0.0和100.0,表示给定值的取值范围占过程反馈量程的百分比。
这个范围是给定值的取值范围。
它也可以用实际的工程单位数值表示。
参见:
设置给定-反馈的量程范围。
以下定义PID回路参数,这些参数都应当是实数:
b.Gain(增益):
即比例常数。
c.IntegralTime(积分时间):
如果不想要积分作用,可以把积分时间设为无穷大:
输入“INF”。
d.DerivativeTime(微分时间):
如果不想要微分回路,可以把微分时间设为0。
e.SampleTime(采样时间):
是PID控制回路对反馈采样和重新计算输出值的时间间隔。
在向导完成后,若想要修改此数,则必须返回向导中修改,不可在程序中或状态表中修改。
注意:
关于具体的PID参数值,每一个项目都不一样,需要现场调试来定,没有所谓经验参数。
第三步:
设定回路输入输出值
图5.设定PID输入输出参数
在图5中,首先设定过程变量的范围:
a.指定输入类型
oUnipolar:
单极性,即输入的信号为正,如0-10V或0-20mA等
oBipolar:
双极性,输入信号在从负到正的范围内变化。
如输入信号为±10V、±5V等时选用
o20%Offset:
选用20%偏移。
如果输入为4-20mA则选单极性及此项,4mA是0-20mA信号的20%,所以选20%偏移,即4mA对应6400,20mA对应32000
b.反馈输入取值范围
o在a.设置为Unipolar时,缺省值为0-32000,对应输入量程范围0-10V或0-20mA等,输入信号为正
o在a.设置为Bipolar时,缺省的取值为-32000-+32000,对应的输入范围根据量程不同可以是±10V、±5V等
o在a.选中20%Offset时,取值范围为6400-32000,不可改变
此反馈输入也可以是工程单位数值,参见:
设置给定-反馈的量程范围。
然后定义输出类型
c.OutputType(输出类型)
可以选择模拟量输出或数字量输出。
模拟量输出用来控制一些需要模拟量给定的设备,如比例阀、变频器等;数字量输出实际上是控制输出点的通、断状态按照一定的占空比变化,可以控制固态继电器(加热棒等)
d.选择模拟量则需设定回路输出变量值的范围,可以选择:
oUnipolar:
单极性输出,可为0-10V或0-20mA等
oBipolar:
双极性输出,可为正负10V或正负5V等
o20%Offset:
如果选中20%偏移,使输出为4-20mA
e.取值范围:
od为Unipolar时,缺省值为0到32000
od为Bipolar时,取值-32000到32000
od为20%Offset时,取值6400-32000,不可改变
如果选择了开关量输出,需要设定此占空比的周期。
第四步:
设定回路报警选项
图6.设定回路报警限幅值
向导提供了三个输出来反映过程值(PV)的低值报警、高值报警及过程值模拟量模块错误状态。
当报警条件满足时,输出置位为1。
这些功能在选中了相应的选择框之后起作用。
a.使能低值报警并设定过程值(PV)报警的低值,此值为过程值的百分数,缺省值为0.10,即报警的低值为过程值的10%。
此值最低可设为0.01,即满量程的1%
b.使能高值报警并设定过程值(PV)报警的高值,此值为过程值的百分数,缺省值为0.90,即报警的高值为过程值的90%。
此值最高可设为1.00,即满量程的100%
c.使能过程值(PV)模拟量模块错误报警并设定模块于CPU连接时所处的模块位置。
“0”就是第一个扩展模块的位置
第五步:
指定PID运算数据存储区
图7.分配运算数据存储区
PID指令(功能块)使用了一个120个字节的V区参数表来进行控制回路的运算工作;除此之外,PID向导生成的输入/输出量的标准化程序也需要运算数据存储区。
需要为它们定义一个起始地址,要保证该地址起始的若干字节在程序的其它地方没有被重复使用。
如果点击“SuggestAddress”,则向导将自动为你设定当前程序中没有用过的V区地址。
自动分配的地址只是在执行PID向导时编译检测到空闲地址。
向导将自动为该参数表分配符号名,用户不要再自己为这些参数分配符号名,否则将导致PID控制不执行。
第六步:
定义向导所生成的PID初使化子程序和中断程序名及手/自动模式
图8.指定子程序、中断服务程序名和选择手动控制
向导已经为初使化子程序和中断子程序定义了缺省名,你也可以修改成自己起的名字。
a.指定PID初使化子程序的名字。
b.指定PID中断子程序的名字
注意:
1.如果你的项目中已经存在一个PID配置,则中断程序名为只读,不可更改。
因为一个项目中所有PID共用一个中断程序,它的名字不会被任何新的PID所更改。
2.PID向导中断用的是SMB34定时中断,在用户使用了PID向导后,注意在其它编程时不要再用此中断,也不要向SMB34中写入新的数值,否则PID将停止工作。
c.此处可以选择添加PID手动控制模式。
在PID手动控制模式下,回路输出由手动输出设定控制,此时需要写入手动控制输出参数一个0.0-1.0的实数,代表输出的0%-100%而不是直接去改变输出值。
PID控制的自动/手动之间的无扰动切换
第七步:
生成PID子程序、中断程序及符号表等
一旦点击完成按钮,将在你的项目中生成上述PID子程序、中断程序及符号表等。
图9.生成PID子程序、中断程序和符号表等
第八步:
配置完PID向导,需要在程序中调用向导生成的PID子程序(如下图)
图10.PID子程序
图11.调用PID子程序
在用户程序中调用PID子程序时,可在指令树的ProgramBlock(程序块)中用鼠标双击由向导生成的PID子程序,在局部变量表中,可以看到有关形式参数的解释和取值范围。
a.必须用SM0.0来使能PIDx_INIT子程序,SM0.0后不能串联任何其他条件,而且也不能有越过它的跳转;如果在子程序中调用PIDx_INIT子程序,则调用它的子程序也必须仅使用SM0.0调用,以保证它的正常运行
b.此处输入过程值(反馈)的模拟量输入地址
c.此处输入设定值变量地址(VDxx),或者直接输入设定值常数,根据向导中的设定0.0-100.0,此处应输入一个0.0-100.0的实数,例:
若输入20,即为过程值的20%,假设过程值AIW0是量程为0-200度的温度值,则此处的设定值20代表40度(即200度的20%);如果在向导中设定给定范围为0.0-200.0,则此处的20相当于20度
d.此处用I0.0控制PID的手/自动方式,当I0.0为1时,为自动,经过PID运算从AQW0输出;当I0.0为0时,PID将停止计算,AQW0输出为ManualOutput(VD4)中的设定值,此时不要另外编程或直接给AQW0赋值。
若在向导中没有选择PID手动功能,则此项不会出现
e.定义PID手动状态下的输出,从AQW0输出一个满值范围内对应此值的输出量。
此处可输入手动设定值的变量地址(VDxx),或直接输入数。
数值范围为0.0-1.0之间的一个实数,代表输出范围的百分比。
例:
如输入0.5,则设定为输出的50%。
若在向导中没有选择PID手动功能,则此项不会出现
f.此处键入控制量的输出地址
g.当高报警条件满足时,相应的输出置位为1,若在向导中没有使能高报警功能,则此项将不会出现
h.当低报警条件满足时,相应的输出置位为1,若在向导中没有使能低报警功能,则此项将不会出现
i.当模块出错时,相应的输出置位为1,若在向导中没有使能模块错误报警功能,则此项将不会出现
调用PID子程序时,不用考虑中断程序。
子程序会自动初始化相关的定时中断处理事项,然后中断程序会自动执行。
第九步:
实际运行并调试PID参数
没有一个PID项目的参数不需要修改而能直接运行,因此需要在实际运行时调试PID参数。
查看DataBlock(数据块),以及SymbolTable(符号表)相应的PID符号标签的内容,可以找到包括PID核心指令所用的控制回路表,包括比例系数、积分时间等等。
将此表的地址复制到StatusChart(状态表)中,可以在监控模式下在线修改PID参数,而不必停机再次做配置。
参数调试合适后,用户可以在数据块中写入,也可以再做一次向导,或者编程向相应的数据区传送参数。
常问问题
做完PID向导后,如何知道向导中设定值,过程值及PID等参数所用的地址?
∙做完PID向导后可在SymbolTable(符号表)
中,查看PID向导所生成的符号表(上例中为PID0_SYM),可看到各参数所用的详细地址,及数值范围。
∙在DataBlock(数据块)
中,查看PID指令回路表的相关参数。
如图所示:
图12.PID数据块
做完PID向导后,如何在调试中修改PID参数?
可以在StatusChart(状态表)
中,输入相应的参数地址,然后在线写入用户需要的PID参数数值,这样用户就可根据工艺需要随时对PID参数、设定值等进行调整。
PID已经调整合适,如何正式确定参数?
可以在DataBlock(数据块)中直接写入参数。
做完PID向导后,能否查看PID生成的子程序,中断程序?
PID向导生成的子程序,中断程序用户是无法看到的,也不能对其进行修改。
没有密码能够打开这些子程序,一般的应用也没有必要打开查看。
PID参数有经验值吗?
每一个项目的PID参数都不一样,没有经验参数,只能现场调试获得。
我的PID向导生成的程序为何不执行?
∙必须保证用SM0.0无条件调用PID0_INIT程序
∙在程序的其它部分不要再使用SMB34定时中断,也不要对SMB34赋值
如何实现PID反作用调节?
在有些控制中需要PID反作用调节。
例如:
在夏天控制空调制冷时,若反馈温度(过程值)低于设定温度,需要关阀,减小输出控制(减少冷水流量等),这就是PID反作用调节(在PID正作用中若过程值小于设定值,则需要增大输出控制)。
若想实现PID反作用调节,需要把PID回路的增益设为负数。
对于增益为0的积分或微分控制来说,如果指定积分时间、微分时间为负值,则是反作用回路。
如何根据工艺要求有选择地投入PID功能?
可使用“手动/自动”切换的功能。
PID向导生成的PID功能块只能使用SM0.0的条件调用。
参考链接
PID功能简介
返回专题资料首页>>
PIDWizard中的给定-反馈设置
完成PIDWizard配置后,会为每个PID回路生成一个子程序PIDx_INIT(x=0-7)。
在用户程序中,必须使用SM0.0始终调用这个子程序才能实现PID功能。
下图是一个最简单的PID子程序调用程序段:
图1.调用PID子程序
其中:
∙PV_I:
过程反馈参数值的入口
∙Setpoint:
给定参数值的入口
∙Output:
PID调节器的输出值
在这里,给定、反馈的入口参数不是PID指令功能块所需要的0.0-1.0之间的实数,而可以是实际的反馈地址,或是其他变量。
例如,PV_I可以是模拟量输入地址AIW0,也可以是存储器地址VW100等;Setpoint则往往来自V变量存储区,这样可以从人机操作界面(HMI)设备输入给定值。
注意:
对于PID控制系统来说,必须保证给定与过程反馈的一致性:
∙给定与反馈的物理意义一致
这取决于被控制的对象,如果是压力,则给定也必须对应于压力值;如果是温度,则给定也必须对应于温度。
∙给定与反馈的数值范围对应
如果给定直接是摄氏温度值,则反馈必须是对应的摄氏温度值;如果反馈直接使用模拟量输入的对应数值,则给定也必须向反馈的数值范围换算。
如果给定与反馈的换算有特定的比例关系也可以。
如给定也可以表示为以反馈的数值范围的百分比数值。
给定与反馈的数值具体是什么数值,其取值范围究竟如何,完全取决于我们在使用“PID向导”编程时指定的给定与反馈的数值范围。
其中,反馈量的数值范围不能随便自己定义,而要取决于具体应用的模拟量输入模块。
图2.在图中a.处设置给定范围
图3.在图中b.处设置反馈范围
实例
假定一个PID控制系统的控制对象是压力,反馈元件的测量范围为0-16MPa。
反馈器件的信号经过变换,以0-20mA(或4-20mA)电流信号的形式输入到EM231模拟量输入模块中。
据此,我们可以按下表设置给定、反馈的范围。
表1.
反馈(单极性)
给定
实际物理量
模拟量输入数值
百分比形式(占0-16MPa的百分比)
物理工程单位形式
高限
16MPa
32000
100.0
n×16.0
低限
0MPa
0(0-20mA)
0.0
0.0
6400(4-20mA)
n为比例系数,为了精度高些可以设置n=10等等
又如一个温度控制的PID系统,温度值直接由热电偶测量,输入到EM231TC(热电偶)模块转换为温度值。
热电偶为J型,其测量范围为-150.0°C-1200.0°C。
则可按如下设置给定的范围。
表2.
反馈(双极性)
给定
实际物理量
模拟量输入数值
百分比形式(占-150°C-1200.0°C的百分比)
物理工程单位形式
高限
1200.0°C
12000
100.0
1200
低限
-150.0°C
-1500
0.0
-150
在上面的例子中,反馈和给定可以按照如下方法设置
图4.反馈范围设置
图5.给定范围设置
量子统计
量子统计
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- pid