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產(chǎn)品簡介
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西門子精智面板6AV2125-2JB23-0AX0銷售
所售均為西門子原裝全新未開封產(chǎn)品，圖片僅供參考,一切以型號為準，實物保證全新，敬請放心購買.比例/積分/微分(PID)回路控制指令
PID回路控制指令(PID)根據(jù)輸入和表(TBL)中的組態(tài)信息，對
相應的LOOP執(zhí)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(shù)：作為回路表起始地址
的“表"地址和從0到7的常數(shù)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(chǎn)生不可預料的結(jié)果。
回路表包含9個參數(shù)，用來控制和PID運算。這些參數(shù)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(fā)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(zhí)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(jīng)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?qū)?chuàng)建的PID回路。
表6--43 PID回路控制指令的有效操作數(shù)
輸入/輸出 | 數(shù)據(jù)類型 | 操作數(shù) |
TBL | BYTE | VB |
LOOP | BYTE | 常數(shù)(0到7) |
指令向?qū)?/span>
STEP 7- Micro/WIN提供了PID指令向?qū)В笇x一個閉環(huán)控制的PID算法。在命令菜單中
選擇工具 > 指令向?qū)?，然后在指令向?qū)Т斑x擇PID指令。
理解PID算法
PID控制器調(diào)節(jié)輸出，保證偏差(e)為零，使達到狀態(tài)。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(shù)。
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(shù)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(shù)字計算機處理這個控制算式，連續(xù)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(shù)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(shù)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(shù) Minitial 是回路輸出的初始值 KD 是微分項的比例常數(shù) |
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(shù)。微分項是當前 采樣和前一次采樣的函數(shù)，比例項僅是當前采樣的函數(shù)。在數(shù)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(shù)字計算機解決的重復性的結(jié)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(shù)值(在采樣時刻n--1) KI 是積分項的比例常數(shù) MX 是積分項的前一個數(shù)值(在采樣時刻n -- 1) KD 是微分項的比例常數(shù) |
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(shù)值 MIn 是在采樣時間n時回路輸出積分項的數(shù)值 MDn 是在采樣時間n時回路輸出微分項的數(shù)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(shù)值 PVn 是在采樣時間n時變量的數(shù)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(shù)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(shù)值 PVn 是在采樣時間n時的變量的數(shù)值 MX 是在采樣時刻n--1時的積分項的數(shù)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(jié))。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(shù)：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(jié)果中影響的大小。
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