优化PID控制器参数设置及输出限幅配置方法

1.PID指令

PID指令是一个用于闭环控制的输出指令，梯形图符号如图8-3所示。

图8-3 PID指令

图中各项含义如下：

PID File：PID数据文件号。在使用PID指令时需要创建一个PD数据文件用于数据的存储。如果没有创建，在输入PID指令的PID File后，系统会自动创建一个PD数据文件。

Process Variable：反馈通道过程变量存储区，整数存储区。如将1槽0通道的模拟量输入值作为反馈值，此处可直接输入地址I：1.0。过程变量被整定后可被接收的数据范围是0～16383。

Control Variable：PID运算结果输出通道，整数存储区。如将2槽0通道的模拟量输出值作为执行机构的执行量，此处可直接输入地址O：2.0。输出值范围是0～16383。

PID指令在使用时，最好是无条件调用。如果在有条件调用的情况下，当指令运行的逻辑条件由真变为假时，PID的输出将被清0。

2.PID设置面板的参数调整

双击设置面板（Setup Screen），进入参数设置面板，如图8-4所示。

使用参数设置面板，可以实现对PID控制器的参数配置。PID可调整参数见表8-2。

图8-4 PID参数设置面板

表8-2 PID参数设置面板中各参数的含义

（续）

3.PID设置面板的输入参数

（1）Scaled Set Point-设定值

①如果设定值不是以工程单位作为期望控制点，则该值的输入范围是0～16383；若是以工程单位作为期望控制点，则输入值应在工程单位的最大值和最小值之间。

（2）Setpoint MAX（Smax）

工程整定设定值通过对两个参数（Smax和Smin）或其中之一输入非零值加以选定，此时标志位SC=0。如果两个参数的输入值相同，则禁止对设定值进行工程整定，此时标志位SC=1。MAXS对应的过程变量为16383。

设定值以工程单位输入如图8-5和图8-6所示。

图8-5 PID参数设定一（过程值小于设定值）

图8-6 PID参数设定二（过程值大于设定值）(https://www.xing528.com)

（3）Setpoint MIN（Smin）

如果SPV是以执行单位读取的，则MINS参数对应于以执行单位表示的设置点的值（当控制输入处于其最小值时）。

（4）Process Variable

若参数Smax和Smin相等，PV值即是过程变量的Scaled For PID整定数据，范围是0～16383。若参数Smax和Smin有一个非零，且不相等，此时是工程整定值。PV值被自动整定到工程范围（0～16383被整定成Smin～Smax）。

例如，N7：0中的过程变量为10000。当参数设定面板中的Smax=Smin=0时，此时在Process Variable中显示10000；当Smax=300，Smin=0时，则，在Process Variable中显示的数值是183。非工程整定时的SPV值如图8-7所示。

4.PID设置面板的输出参数

（1）Control Output CV

此处的控制变量是以百分比的方式进行显示。0～100对应于实际输出的控制变量0～16383。当在自动模式（PD9：0/AM=0）时，CVP自动跟踪PID输出的控制变量；当在手动模式（PD9：0/AM=1，PID Control中显示MANUAL）时，在此对话框直接修改输出值即可，范围是0～100。

当PID控制器从自动切换到手动时，如果输出数据CVP没有改变，则保持自动运行时的计算结果。

图8-7 非工程整定时的SPV值

（2）Output Max CV

当PD9：0/OL位被置位（为1）时，可以实现对输出限幅的目的。一旦PID的计算结果超过上限设定值时，输出数据被锁定在上限数值上，并引发上限报警（PD9：0/UL被置位）。当PD9：0/OL位被复位（为0）时，一旦PID的计算结果超过上限设定值时，此时仅引发上限报警，并不会限制控制变量的输出。PID控制器的输出限幅如图8-8所示。

图8-8 PID控制器的输出限幅

（3）Output Min CV

与CVH类似，只是在低于下限时引发下限报警（PD9：0/LL被置位）。

（4）Scaled Error SE

设定值与反馈值之差。SE=SP-PV或SE=PV-SP，这取决于CM位的设定。SE分为非工程整定数据和工程整定数据两种格式，如图8-7和图8-8所示。

（5）Error Code

当PID在运行过程中发生错误时，会在状态文件的S：6中写入故障代码36H，并在对话框“Error Code”中显示出具体的故障原因。具体故障代码含义见表8-3。

表8-3 PID故障代码