plc模擬量控制工作原理

每個(gè)PID控制回路有兩個(gè)輸入量，即給定量和過(guò)程變量，在實(shí)際控制問(wèn)題中，它們的取值范圍和測(cè)量單位可能不一致，因此，在進(jìn)行PID運(yùn)算前，必須將工程實(shí)際值標(biāo)準(zhǔn)化，即轉(zhuǎn)換為無(wú)量鋼相對(duì)值格式。在對(duì)模擬量進(jìn)行PID運(yùn)算后，對(duì)輸出生產(chǎn)的控制作用是在[0.0～1]范圍的標(biāo)準(zhǔn)化值，為了能夠驅(qū)動(dòng)實(shí)際的驅(qū)動(dòng)裝置必須將其轉(zhuǎn)換成工程實(shí)際值。

    一、對(duì)于一個(gè)單極性的輸入模擬量的轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化程序如下：
    XORD，ACO，ACO    //ACO清0

    MOVW，AIWO，ACO    //將模擬輸入量送入ACO。

    LDW＞=ACO，O     //如果ACO為正。

    IMP

    NOT

    ORD16#FFFF0000，ACO    //ACO中的符號(hào)處理

    LBLACO，ACO    //將32位整數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)

    /R320000，ACO    //標(biāo)準(zhǔn)化ACO

    MOVRACO，VD100   //將標(biāo)準(zhǔn)化值存入PID參數(shù)表TBL中

    三個(gè)基本參數(shù)Kp,Ki,Kd在實(shí)際控制中的作用

    比例調(diào)節(jié)的作用：是按比例反映系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用以減少偏差。比例作用大可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但過(guò)大的比例，會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，甚至造成不穩(wěn)定。

    積分調(diào)節(jié)作用：是系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度，因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，甚至無(wú)差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。Ti越小積分作用越強(qiáng)，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢，必須分D和P規(guī)律結(jié)合，組成PI和PID。

    微分調(diào)節(jié)作用，微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率。具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)。因此產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒(méi)有形成之前，以被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此可以改變系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過(guò)強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。微分作用不能單獨(dú)使用，必須組成PD或PID控制器。

    二．輸出模擬量轉(zhuǎn)換為工程實(shí)際值

    在對(duì)模擬量進(jìn)行PID運(yùn)算后，對(duì)輸出產(chǎn)生的控制作用是在[0.0--1]范圍的標(biāo)準(zhǔn)值，為了能夠驅(qū)動(dòng)實(shí)際的驅(qū)動(dòng)裝置必須將其轉(zhuǎn)換成實(shí)際值

    （1）將標(biāo)準(zhǔn)化值轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的工程實(shí)際值的實(shí)數(shù)模式

    Rscal=(Mn-Offset)*Span

    Rscal---按工程標(biāo)的過(guò)程變量的實(shí)數(shù)模式

    Mn------過(guò)程變量的標(biāo)準(zhǔn)化值

    Span----最大允許值減去最小允許值。一般取32000（單極性）或64000（雙極性）

    Offset—取0（單極性）或0.5（雙極性）

    （2）將已標(biāo)定的工程實(shí)際值的實(shí)數(shù)模式能轉(zhuǎn)換為16位整數(shù)模式。

    輸入模擬量的轉(zhuǎn)換方式為：

    Rnom=Rrav/Span+offset

    下面的程序段為PID控制回路輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的整數(shù)值

    MOVRVD108，ACO   //將輸出結(jié)果存放ACO

    -R0.5，ACO    //對(duì)于雙級(jí)性的場(chǎng)合（單級(jí)性無(wú)此條語(yǔ)句）

    XR64000.0ACO   //將ACO中的值按工程量標(biāo)定。

    TRUNCACOACO   //將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為32位整數(shù)。

    MOVWACOAQWO   //將16位整數(shù)值輸出模擬量摸板。

    三、PID指令的控制方式。

    在S7-200中PID指令沒(méi)有考慮手動(dòng)/自動(dòng)控制的切換方法。所謂自動(dòng)方式是指，只要PID功能框的允許輸入EN有效時(shí)，將周期性的執(zhí)行PID運(yùn)算指令。而手動(dòng)方式是指PID功能框的允許輸入EN無(wú)效時(shí)，不執(zhí)行PID運(yùn)算指令。

    在程序運(yùn)行過(guò)程中，如果PID指令的EN輸入有效，即進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)

    控制切換。為了保證在切換過(guò)程中無(wú)擾動(dòng)無(wú)沖擊，在手動(dòng)控制過(guò)程中，就要將社定的輸出值作為PID指令的一個(gè)輸入（作為Mn參數(shù)寫(xiě)到參數(shù)表中）使PID指令根據(jù)參數(shù)表的值進(jìn)行下列操作。

    （1）使SPn（社定值）=PVn（過(guò)程值）

    （2）使PVn-1(前一次過(guò)程變量)=PVn

    （1）使Mx（積分和）=Mn（輸出值）

    一旦EN輸出有效（從0到1的跳變），就從手動(dòng)方式無(wú)擾切換到自動(dòng)方式。

    四、PID回路控制指令

    PID指令的功能是進(jìn)行PID運(yùn)算

    TBL——參數(shù)表的首地址由變量寄存器VB指定的字節(jié)型數(shù)據(jù)。

    LOOP——是回路號(hào)，是0——7的常數(shù)

    指令格式；PIDTBLLOOP

    在S7—200的應(yīng)用程序中，最多可以使用8條PID指令，即在一個(gè)應(yīng)用程序中，最多可以用8個(gè)PID控制回路，一個(gè)PID控制回路只能用1條PID指令，沒(méi)個(gè)PID控制回路必須使不同的回路號(hào)。