PID的应用案例.pptx

案例：压供水水箱PID控制 v一恒压供水水箱，通过变频器驱动的水泵供水，维持水位在满水位的70%。过程变量PVn为水箱的水位（由水位检测计提供），设定值为70%，PID输出控制变频器，即控制水箱注水调速电机的转速。要求开机后，先先手手动动控控制制电电机机，水水位位上上升升到到70%时时，转换到PID自动调节。1.PID控制回路的参数表控制回路的参数表 l运行PID控制指令，S7-200将根根据据PID控控制制回回路路的的参参数数表表中的输输入入测测量量值值、控控制制设设定定值值及及PID参数参数，进行PID运算，求得输出控制值。l参参数数表表中中有有9个个参参数数，全全部部为为32位位的的实实数数，共共占用占用36个字节个字节。PID控制回路的参数表 l 地址地址参数参数数值数值VD100过程变量当前值过程变量当前值PVn水位检测计提供的模拟量经水位检测计提供的模拟量经A/D转换后的标准化数值转换后的标准化数值0.0-1.0间间VD104给定值给定值SPn0.7 0.0-1.0间间VD108输出值输出值MnPID回路的输出值（标准化数值）回路的输出值（标准化数值）0.0-1.0间间VD112增益增益Kc0.3 可正可负可正可负VD116采样时间采样时间Ts0.1s 正数正数VD120积分时间积分时间Ti30min 正数正数VD124微分时间微分时间Td0（关闭微分作用）（关闭微分作用）min 正数正数VD128上一次积分值上一次积分值Mx根据根据PID运算结果更新运算结果更新0.0-1.0VD132上一次过程变量上一次过程变量PVn-1最近一次最近一次PID的变量值的变量值恒压供水恒压供水 PID控制参数表控制参数表 2.回路输入量的转换和标准化回路输入量的转换和标准化 l每个回路的给定值和过程变量都是实际数值，每个回路的给定值和过程变量都是实际数值，其大小、范围和工程单位可能不同其大小、范围和工程单位可能不同。在PLC进行PID控制之前，必须将其转换成标准化浮点必须将其转换成标准化浮点表示法。步骤如下表示法。步骤如下：步骤步骤l（1）将实际从）将实际从16位整数转换成位整数转换成32位浮点数或实数位浮点数或实数。下列指令说明如何将整数数值转换成实数。l（2）将实数转换成）将实数转换成0.0至至1.0之间的标准化数值之间的标准化数值。用下式：l实际数值的标准化数值实际数值的标准化数值=实际数值的非标准化数值或实际数值的非标准化数值或原始实数原始实数/取值范围取值范围+偏移量偏移量l其中：取值范围=最大可能数值-最小可能数值=32 000（单极数值）或64 000（双极数值）l偏移量：对单极数值取偏移量：对单极数值取0.0，对双极数值取，对双极数值取0.5 3.PID回路输出转换为成比例的整数回路输出转换为成比例的整数 l程序执行后，PID回回路路输输出出0.0和和1.0之之间间的的标标准准化化实实数数数数值值，必须被转换成16位成比例整数数值，才能驱动模拟输出。lPID回回路路输输出出成成比比例例实实数数数数值值=（PID回回路路输输出出标准化实数值标准化实数值-偏移量）偏移量）*取值范围取值范围l程序如下：PID控制功能的应用控制功能的应用 1.控制任务控制任务 l一恒压供水水箱，通过变频器驱动的水泵供水，维持水位在满水位的70%。过程变量PVn为水箱的水位（由水位检测计提供），设定值为70%，PID输出控制变频器，即控制水箱注水调速电机的转速。要求开机后，先先手手动动控控制制电电机，水位上升到机，水位上升到70%时时，转换到PID自动调节。2程序分析程序分析（1）I/O分配手动/自动切换开关I0.0 模拟量输入AIW0 模拟量输出AQW0（2）程序结构由主程序，子程序，中断程序构成由主程序，子程序，中断程序构成。主程序主程序:用来调用初始化子程序用来调用初始化子程序，子程序子程序:用来建立用来建立PID回路初始参数表和设置中断回路初始参数表和设置中断，由于定时采样，所以采用定时中断（中断事件号为定时中断（中断事件号为10），设置周期时间和采样时间相同（0.1s），并写入SMB34。中断程序中断程序:用于执行执行PID运算运算，I0.0=1时，执行PID运算，本例标准化时采用单极性（取值范围32000）。地址地址参数参数数值数值VD100过程变量当前值过程变量当前值PVn水位检测计提供的模拟量经水位检测计提供的模拟量经A/D转换后的标准化数值转换后的标准化数值VD104给定值给定值SPn0.7VD108输出值输出值MnPID回路的输出值（标准化数值）回路的输出值（标准化数值）VD112增益增益Kc0.3VD116采样时间采样时间Ts0.1sVD120积分时间积分时间Ti30minVD124微分时间微分时间Td0（关闭微分作用）（关闭微分作用）minVD128上一次积分值上一次积分值Mx根据根据PID运算结果更新运算结果更新VD132上一次过程变量上一次过程变量PVn-1最近一次最近一次PID的变量值的变量值恒压供水恒压供水 PID控制参数表控制参数表 子程序子程序INT-0lLD SM0.1lCALL SBR_0l子程序（建立PID回路参数表，设置中断以执行PID指令）lLD SM0.0lMOVR 0.7,VD104 /写入给定值(注满70%)lMOVR 0.3,VD112 /写入回路增益（0.25）lMOVR 0.1,VD116 /写入采样时间（0.1秒）lMOVR 30.0,VD120 /写入积分时间（30分钟）lMOVR 0.0,VD124 /设置无微分运算lMOVB 100,SMB34 /写入定时中断的周期100mslATCH INT_0,10 /将INT-0（执行PID）和定时中断连接lENI /全局开中断l中断程序（执行PID指令）lLD SM0.0lITD AIW0,AC0 /将整数转换为双整数lDTR AC0,AC0 /将双整数转换为实数l/R 32000.0,AC0 /标准化数值lMOVR AC0,VD100 /将标准化PV写入回路参数表lLD I0.0lPID VB100,0 /PID指令设置参数表起始地址为VB100，lLD SM0.0lMOVR VD108,AC0/将PID回路输出移至累加器l*R 32000.0,AC0 /实际化数值lROUND AC0,AC0 /将实际化后的数值取整lDTI AC0,AC0 /将双整数转换为整数lMOVW AC0,AQW0 /将数值写入模拟输出