模擬量PID溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(人機(jī)界面)

1、模擬量（溫度）模擬量（溫度）PID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一一. 閉環(huán)控制系統(tǒng)組成閉環(huán)控制系統(tǒng)組成 一般來說，一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)主要有以下基本元件或裝置組成：一般來說，一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)主要有以下基本元件或裝置組成：（1）被控對象）被控對象 自動(dòng)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程。自動(dòng)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程。（2）被控變量）被控變量 被控對象內(nèi)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的物理量。被控對象內(nèi)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的物理量。（3）檢測元件）檢測元件 對系統(tǒng)輸出量進(jìn)行測量的裝置。對系統(tǒng)輸出量進(jìn)行測量的裝置。（4）比較元件）比較元件 對系

2、統(tǒng)的輸出量和輸入量（給定值）進(jìn)行比較，給出偏差對系統(tǒng)的輸出量和輸入量（給定值）進(jìn)行比較，給出偏差信號(hào)。信號(hào)。（5）控制器）控制器 將偏差信號(hào)進(jìn)行控制運(yùn)算的部件，產(chǎn)生控制信號(hào)操縱執(zhí)行元將偏差信號(hào)進(jìn)行控制運(yùn)算的部件，產(chǎn)生控制信號(hào)操縱執(zhí)行元件改善系統(tǒng)性能。是閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心。件改善系統(tǒng)性能。是閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心。 （6）放大元件）放大元件 對微弱偏差信號(hào)或控制器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大，使之可輸對微弱偏差信號(hào)或控制器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大，使之可輸出足夠的功率。出足夠的功率。（7）執(zhí)行元件）執(zhí)行元件 根據(jù)控制器的輸出，改變被控變量的大小，使被控制的輸根據(jù)控制器的輸出，改變被控變量的大小，使被控制的輸出量與給

3、定的輸入量一致。出量與給定的輸入量一致。 典型閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成如下圖。典型閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成如下圖?？刂破骺刂破鬏斎肓枯斎肓浚ńo定值）（給定值）放大器放大器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對象被控對象檢測裝置檢測裝置擾動(dòng)擾動(dòng)輸出量輸出量1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)二二. 閉環(huán)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)閉環(huán)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)一般說來，對閉環(huán)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的基本要求可以歸納為三個(gè)字：穩(wěn)、準(zhǔn)、快。一般說來，對閉環(huán)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的基本要求可以歸納為三個(gè)字：穩(wěn)、準(zhǔn)、快。 穩(wěn)：穩(wěn)：是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性。即系統(tǒng)從一種平衡狀態(tài)到

4、新的平衡狀態(tài)時(shí)，具有較小的超是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性。即系統(tǒng)從一種平衡狀態(tài)到新的平衡狀態(tài)時(shí)，具有較小的超調(diào)和振蕩性；穩(wěn)定性是系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。任何一個(gè)能夠正常工作的控調(diào)和振蕩性；穩(wěn)定性是系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。任何一個(gè)能夠正常工作的控制系統(tǒng)，首先必須是穩(wěn)定的。制系統(tǒng)，首先必須是穩(wěn)定的。準(zhǔn)：準(zhǔn)：是指系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，是對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）性能的要求。對一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)而是指系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，是對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）性能的要求。對一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)而言，過渡過程結(jié)束后，系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與期望值之差稱為穩(wěn)態(tài)誤差，它是衡量言，過渡過程結(jié)束后，系統(tǒng)輸出量的實(shí)際值與期望值之差稱為穩(wěn)態(tài)誤差，它是衡量系統(tǒng)控制精度的重要指

5、標(biāo)。穩(wěn)態(tài)誤差越小，表示系統(tǒng)的準(zhǔn)確性越好，控制精度越高。系統(tǒng)控制精度的重要指標(biāo)。穩(wěn)態(tài)誤差越小，表示系統(tǒng)的準(zhǔn)確性越好，控制精度越高。 快：快：是指系統(tǒng)反應(yīng)的快速性，是對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能（過渡過程性能）的要求?？焖僦甘侵赶到y(tǒng)反應(yīng)的快速性，是對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能（過渡過程性能）的要求?？焖僦赶到y(tǒng)運(yùn)動(dòng)到新的平衡狀態(tài)所需要的調(diào)節(jié)時(shí)間較短。動(dòng)態(tài)性能是衡量系統(tǒng)質(zhì)量高低的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)到新的平衡狀態(tài)所需要的調(diào)節(jié)時(shí)間較短。動(dòng)態(tài)性能是衡量系統(tǒng)質(zhì)量高低的重要指標(biāo)。重要指標(biāo)。 同一個(gè)系統(tǒng)，上述三項(xiàng)性能指標(biāo)之間往往是相互制約的。比如提高過渡過程的同一個(gè)系統(tǒng)，上述三項(xiàng)性能指標(biāo)之間往往是相互制約的。比如提高過渡過程的快速性，可能會(huì)引起系統(tǒng)強(qiáng)

6、烈振蕩；改善了平穩(wěn)性，控制過程又可能很遲緩，甚至快速性，可能會(huì)引起系統(tǒng)強(qiáng)烈振蕩；改善了平穩(wěn)性，控制過程又可能很遲緩，甚至使最終精度也很差。使最終精度也很差。 1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)tOc（t）trtpts0.05或0.02Cmax1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)三三. PID算法算法 在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的控制器控制規(guī)律為在工程實(shí)際中，應(yīng)用

7、最為廣泛的控制器控制規(guī)律為比比例控制、積分控制、微分控制例控制、積分控制、微分控制，簡稱，簡稱PID控制，又稱控制，又稱PID調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。PID是比例（是比例（Proportional）+積分（積分（Integral）+微分微分（Derivative）首字母的縮寫，）首字母的縮寫，PID控制是自動(dòng)控制系統(tǒng)中技控制是自動(dòng)控制系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的控制方式。術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的控制方式。 PID控制器問世至今已有近控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)

8、之一。之一。 1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令三、PID控制算法控制算法 運(yùn)行運(yùn)行PID控制指令，控制指令，S7-200將根據(jù)參數(shù)表中的輸入測量值、控將根據(jù)參數(shù)表中的輸入測量值、控制設(shè)定值及制設(shè)定值及PID參數(shù)，進(jìn)行參數(shù)，進(jìn)行PID運(yùn)算，求得輸出控制值。運(yùn)算，求得輸出控制值。S7-200的的PID控制由控制由PID控制回路參數(shù)表設(shè)定?？刂苹芈穮?shù)表設(shè)定。 該表中有該表中有9個(gè)參數(shù)，全部為個(gè)參數(shù)，全部為32位的實(shí)數(shù)，占用位的實(shí)數(shù)，占用36

9、個(gè)字節(jié)。個(gè)字節(jié)。 典型的典型的PID算法包括三項(xiàng)：比例項(xiàng)、積分項(xiàng)和微分項(xiàng)。即：輸出算法包括三項(xiàng)：比例項(xiàng)、積分項(xiàng)和微分項(xiàng)。即：輸出=比例項(xiàng)比例項(xiàng)+積分項(xiàng)積分項(xiàng)+微分項(xiàng)。計(jì)算機(jī)在周期性地采樣并離散化后進(jìn)行微分項(xiàng)。計(jì)算機(jī)在周期性地采樣并離散化后進(jìn)行PID運(yùn)算，算法如下：運(yùn)算，算法如下：Mn=Kc*（SPn-PVn）+Kc*（Ts/Ti）*（SPn-PVn）+ Mx + Kc*（Td/Ts）*（PVn-1-PVn）其中各參數(shù)的含義如其中各參數(shù)的含義如下下表中描述。表中描述。 模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令

10、三、PID控制算法控制算法地址偏移量地址偏移量參數(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式參數(shù)類型參數(shù)類型說明說明0過程變量當(dāng)前值過程變量當(dāng)前值PVn雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入必須在必須在0.0至至1.0范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。4給定值給定值SPn雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入必須在必須在0.0至至1.0范圍內(nèi)范圍內(nèi)8輸出值輸出值Mn雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入/輸出輸出在在0.0至至1.0范圍內(nèi)范圍內(nèi)12增益增益Kc雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入比例常量，可為正數(shù)或負(fù)數(shù)比例常量，可為正數(shù)或負(fù)數(shù)16采樣時(shí)間采樣時(shí)間Ts雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入以秒為單位，必須為正數(shù)以秒為單位，必須為正數(shù)20積分時(shí)間積分時(shí)間Ti

11、雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)。以分鐘為單位，必須為正數(shù)。24微分時(shí)間微分時(shí)間Td雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)。以分鐘為單位，必須為正數(shù)。28上一次的積分值上一次的積分值Mx雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入/輸出輸出0.0和和1.0之間（根據(jù)之間（根據(jù)PID運(yùn)算運(yùn)算結(jié)果更新）結(jié)果更新）32上一次過程變量上一次過程變量PVn-1雙字雙字 ，實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)輸入輸入/輸出輸出最近一次最近一次PID運(yùn)算值運(yùn)算值模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令三、PID控制算法控制

12、算法比例項(xiàng)比例項(xiàng)Kc*（SPn-PVn）：能及時(shí)地產(chǎn)生與偏差（SPn-PVn）成正比的調(diào)節(jié)作用，比例系數(shù)Kc越大，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高，但Kc過大會(huì)使系統(tǒng)的輸出量振蕩加劇，穩(wěn)定性降低。積分項(xiàng)積分項(xiàng)Kc*（Ts/Ti）*（SPn-PVn）+Mx：與偏差有關(guān)，只要偏差不為0，PID控制的輸出就會(huì)因積分作用而不斷變化，直到偏差消失，所以積分的作用是消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度。但積分動(dòng)作緩慢，給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定帶來不良影響，很少單獨(dú)使用。從式中可以看出：積分時(shí)間常數(shù)增大，積分作用減弱，消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度減慢。微分項(xiàng)微分項(xiàng)Kc*（Td/Ts）*（PVn-1-PVn）：根據(jù)誤差變化的速度（即

13、誤差的微分）進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有超前和預(yù)測的特點(diǎn)。微分時(shí)間常數(shù)Td增大時(shí)，超調(diào)量減少，動(dòng)態(tài)性能得到改善但，如果Td過大，系統(tǒng)輸出量在接近穩(wěn)態(tài)時(shí)可能上升緩慢。 模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令四、 S7-200PID控制回路選項(xiàng)控制回路選項(xiàng)在很多控制系統(tǒng)中，有時(shí)只采用一種或兩種控制回路。例如，可在很多控制系統(tǒng)中，有時(shí)只采用一種或兩種控制回路。例如，可能只要求比例控制回路或比例和積分控制回路，能只要求比例控制回路或比例和積分控制回路，S7-200的的PID算法算法通過設(shè)置常量參數(shù)值來選擇所需的控制回路。通過設(shè)

14、置常量參數(shù)值來選擇所需的控制回路。（1）如果不需要積分回路（即在）如果不需要積分回路（即在PID計(jì)算中無計(jì)算中無“I”），則應(yīng)將），則應(yīng)將積分時(shí)間積分時(shí)間Ti設(shè)為無限大。由于積分項(xiàng)設(shè)為無限大。由于積分項(xiàng)Mx的初始值，雖然沒有積分運(yùn)的初始值，雖然沒有積分運(yùn)算，積分項(xiàng)的數(shù)值也可能不為零。算，積分項(xiàng)的數(shù)值也可能不為零。（2）如果不需要微分運(yùn)算（即在）如果不需要微分運(yùn)算（即在PID計(jì)算中無計(jì)算中無“D”），則應(yīng)將），則應(yīng)將微分時(shí)間微分時(shí)間Td設(shè)定為設(shè)定為0.0。（3）如果不需要比例運(yùn)算（即在）如果不需要比例運(yùn)算（即在PID計(jì)算中無計(jì)算中無“P”），但需要），但需要I或或ID控制，則應(yīng)將比例增益值控制，

15、則應(yīng)將比例增益值Kc指定為指定為0.0。因?yàn)椤Ｒ驗(yàn)镵c是計(jì)算積分和微是計(jì)算積分和微分項(xiàng)公式中的系數(shù)，將比例增益設(shè)為分項(xiàng)公式中的系數(shù)，將比例增益設(shè)為0.0會(huì)導(dǎo)致在積分和微分項(xiàng)計(jì)算會(huì)導(dǎo)致在積分和微分項(xiàng)計(jì)算中使用的比例增益值中使用的比例增益值Kc為為1.0。 模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令五、回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化五、回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化 每個(gè)回路的給定值和過程變量都是實(shí)際數(shù)值，其大小、范圍每個(gè)回路的給定值和過程變量都是實(shí)際數(shù)值，其大小、范圍和工程單位可能不同。在和工程單位可能不同。在PLC進(jìn)行進(jìn)

16、行PID控制之前，必須將其轉(zhuǎn)換控制之前，必須將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化浮點(diǎn)表示法。步驟如下：成標(biāo)準(zhǔn)化浮點(diǎn)表示法。步驟如下：（1）將實(shí)際）將實(shí)際16位整數(shù)轉(zhuǎn)換成位整數(shù)轉(zhuǎn)換成32位浮點(diǎn)數(shù)或?qū)崝?shù)位浮點(diǎn)數(shù)或?qū)崝?shù)。程序如下。程序如下。 XORD AC0,AC0 /將將AC0清清0 ITDAIW0, AC0 /將輸入數(shù)值轉(zhuǎn)換成雙字將輸入數(shù)值轉(zhuǎn)換成雙字 DTR AC0, AC0/將將32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)位整數(shù)轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)（2）將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換成）將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換成0.0至至1.0之間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。之間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。用下式：用下式：實(shí)際數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值實(shí)際數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值=實(shí)際數(shù)值的非標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值或原始實(shí)實(shí)際數(shù)值的非標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值或原始實(shí)

17、數(shù)數(shù)/取值范圍取值范圍 +偏移量偏移量其中：取值范圍其中：取值范圍=最大可能數(shù)值最大可能數(shù)值-最小可能數(shù)值最小可能數(shù)值=32000（單（單極性數(shù)值）或極性數(shù)值）或64000（雙極性數(shù)值）（雙極性數(shù)值） 偏移量：對單極性數(shù)值取偏移量：對單極性數(shù)值取0.0，對雙極數(shù)值取，對雙極數(shù)值取0.5模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令五、回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化五、回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化 如將上述如將上述AC0中的雙極數(shù)值（取值范圍為中的雙極數(shù)值（取值范圍為64,000）標(biāo)準(zhǔn)化，）標(biāo)準(zhǔn)化，程序如下：程序如下：/R6

18、4000.0, AC0 /使累加器中的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化使累加器中的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化+R0.5, AC0 /加偏移量加偏移量0.5MOVRAC0, VD100/將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值寫入將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值寫入PID回路參數(shù)回路參數(shù)表中。表中。模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令六、六、 PID回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù)回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù) 程序執(zhí)行后，程序執(zhí)行后，PID回路輸出回路輸出0.0和和1.0之間的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)數(shù)值，之間的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)數(shù)值，必須被轉(zhuǎn)換成必須被轉(zhuǎn)換成16位成比例整數(shù)數(shù)值，才能驅(qū)動(dòng)模擬輸出。位成比例整數(shù)數(shù)值，才

19、能驅(qū)動(dòng)模擬輸出。PID回路輸出成比例實(shí)數(shù)數(shù)值回路輸出成比例實(shí)數(shù)數(shù)值=（PID回路輸出標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值回路輸出標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值-偏移量）偏移量）*取值范圍取值范圍其中的偏移量和取值范圍含義與其中的偏移量和取值范圍含義與“回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化化”相同。程序如下：相同。程序如下：MOVRVD108, AC0/將將PID回路輸出送入回路輸出送入AC0。-R0.5, AC0 /雙極數(shù)值減偏移量雙極數(shù)值減偏移量0.5*R 64000.0, AC0 /AC0的值乘以取值范圍，變?yōu)槌杀壤龑?shí)數(shù)數(shù)值的值乘以取值范圍，變?yōu)槌杀壤龑?shí)數(shù)數(shù)值ROUND AC0，AC0 /將實(shí)數(shù)四舍五入取整，變?yōu)閷?shí)數(shù)四

20、舍五入取整，變?yōu)?2位整位整數(shù)數(shù)DTI AC0, AC0 /32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成位整數(shù)轉(zhuǎn)換成16位整數(shù)位整數(shù)MOVW AC0, AQW0 /16位整數(shù)寫入位整數(shù)寫入AQW0 模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令七、七、 S7-200的的PID回路控制指令的使用回路控制指令的使用 S7-200可以通過兩種方式使用可以通過兩種方式使用PID指令指令設(shè)置回路參數(shù)表后，直接在程序中調(diào)用設(shè)置回路參數(shù)表后，直接在程序中調(diào)用PID指令指令通過通過STEP-7 Micro/WIN的指令向?qū)褂玫闹噶钕驅(qū)褂肞ID指令。指令

21、。1）PID指令指令PID指令格式如表指令格式如表6-9所示。使能輸入有效時(shí)，根據(jù)回路參所示。使能輸入有效時(shí)，根據(jù)回路參數(shù)表（數(shù)表（TBL）中的輸入測量值、控制設(shè)定值及）中的輸入測量值、控制設(shè)定值及PID參數(shù)進(jìn)行參數(shù)進(jìn)行PID計(jì)算。表計(jì)算。表6-9 PID指令格式指令格式 表6-9 PID指令格式LADSTL說明PID TBL，LOOPTBL：參數(shù)表起始地址VB，數(shù)據(jù)類型：字節(jié)。如VB100LOOP：回路號(hào)，常量（0-7），數(shù)據(jù)類型：字節(jié)模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令【特別提示】【特別提示】（1）

22、程序中可使用八條）程序中可使用八條PID指令，分別編號(hào)指令，分別編號(hào)0-7，不能重復(fù)，不能重復(fù)使用。使用。（2）使）使PID指令的指令的ENO = 0的錯(cuò)誤條件：的錯(cuò)誤條件：0006（間接地（間接地址），址），SM1.1（溢出，參數(shù)表起始地址或指令中指定的（溢出，參數(shù)表起始地址或指令中指定的PID回回路指令號(hào)碼操作數(shù)超出范圍）。路指令號(hào)碼操作數(shù)超出范圍）。（3）PID指令不對參數(shù)表輸入值進(jìn)行范圍檢查。必須保證指令不對參數(shù)表輸入值進(jìn)行范圍檢查。必須保證過程變量和給定值積分項(xiàng)前值和過程變量前值在過程變量和給定值積分項(xiàng)前值和過程變量前值在0.0和和1.0之間。之間。 七、七、 S7-200的的PID

23、回路控制指令的使用回路控制指令的使用 模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1.1 S7-200 PLC的的PID 回路控制指令回路控制指令2）PID指令向?qū)е噶钕驅(qū)?選擇選擇PID 向?qū)驅(qū)нx擇需要配置的選擇需要配置的PID 回路號(hào)回路號(hào) 設(shè)定設(shè)定PID 回路參數(shù)回路參數(shù) 設(shè)定回路輸入輸出參數(shù)設(shè)定回路輸入輸出參數(shù) 設(shè)定回路報(bào)警選項(xiàng)設(shè)定回路報(bào)警選項(xiàng) 分配分配PID 運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) 定義向?qū)傻亩x向?qū)傻腜ID 初使化子程序和中斷程序名及手初使化子程序和中斷程序名及手/自動(dòng)模式自動(dòng)模式 生成生成PID 子程序、中斷程序及符號(hào)表等子程序、中斷程序及

24、符號(hào)表等 配置完配置完P(guān)ID 向?qū)?，在程序中調(diào)用向?qū)傻南驅(qū)В诔绦蛑姓{(diào)用向?qū)傻腜ID 子程序子程序 實(shí)際運(yùn)行并調(diào)試實(shí)際運(yùn)行并調(diào)試PID 參數(shù)參數(shù) 七、七、 S7-200的的PID回路控制指令的使用回路控制指令的使用 模擬量（溫度）模擬量（溫度）PIDPID控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)舉例：舉例：1. 控制任務(wù)控制任務(wù) 一恒壓供水水箱，通過變頻器驅(qū)動(dòng)的水泵供水，維持水位在滿水位的一恒壓供水水箱，通過變頻器驅(qū)動(dòng)的水泵供水，維持水位在滿水位的70%。過程變量。過程變量PVn為水箱的水位（由水位檢測計(jì)提供），設(shè)定值為為水箱的水位（由水位檢測計(jì)提供），設(shè)定值為70%，PID輸出控制變頻器，即控制水箱注水調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速。要求開機(jī)輸出控制變頻器，即控制水箱注水調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速。要求開機(jī)后，先手動(dòng)控制電機(jī)，水位上升到后，先手動(dòng)控制電機(jī)，水位上升到70%時(shí)，轉(zhuǎn)換到時(shí)，轉(zhuǎn)換到PID自動(dòng)調(diào)節(jié)。自動(dòng)調(diào)節(jié)。2. PID回路參數(shù)表回路參數(shù)表地址參數(shù)數(shù)值VD100過程變量當(dāng)前值PVn 水位傳感器提供的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值VD104給定值SPn0.7VD108輸出值MnPID回路的輸出值（標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值）VD112增益Kc0.3VD116采樣時(shí)間Ts0.1VD120積分時(shí)間Ti0.3VD124微分時(shí)間Td0（關(guān)閉