使用PID指令的相关链接指南

STEP 7 -Micro/WIN 32 提供了PID Wizard (PID 指令向导), 可以帮助用户方便地生成一个闭环控制过程的PID 算法。 用户利用在向导的指导下填写相应的参数, 就可以方便快捷地完成PID 算法的自动编程。 用户只要在应用程序中调用PID 指令向导生成的子程序, 就可以完成PID 控制任务。

PID 指令向导既支持模拟量输出的PID 算法, 也支持开关量输出; 既支持连续自动调节, 也支持手动参与控制, 并能实现手动到自动的无扰切换。 除此之外, 它还支持PID 反作用调节。

使用PID 指令向导的步骤如下。

(1) 打开STEP 7 -Micro/WIN 32 编程软件, 选择主菜单的“工具/指令向导”, 在“指令向导” 对话框中选择“PID”, 并单击“下一步” 按钮, 如图4 -4 -9 所示。

图4-4-9　“指令向导” 对话框

(2) 在弹出的在“PID 指令向导” 对话框(一) 中指定PID 指令的编号, 然后单击“下一步” 按钮, 如图4 -4 -10 所示。

图4-4-10　“PID 指令向导” 对话框(一)

(3) 如图4 -4 -11 所示, 在弹出的“PID 指令向导” 对话框(二) 中设定PID 控制的基本参数, 主要有: 以百分值指定给定值(设定值) 的下限(“给定值范围的低限” 文本框), 以百分值指定给定值的上限( “给定值范围的高限” 文本框), 比例增益(“比例增益” 文本框)、 采样时间(样本时间, “采样时间” 文本框)、 积分时间(整数时间, “积分时间” 文本框)、 微分时间(导出时间, “微分时间” 文本框)。 设定好后, 单击对话框中的“下一步” 按钮。

图4-4-11　“PID 指令向导” 对话框(二)

图4-4-12　“PID 指令向导” 对话框(三)

(4) 如图4 -4 -12 所示, 在弹出的“PID 指令向导” 对话框(三) 中进行输入、 输出参数的设定。 其中, 在“回路输入选项” 选项组输入A/D 转换数据的极性, 可以选择单极性或双极性, 可以选择使用或不使用20%偏移量; 在“回路输出选项” 选项组选择输出信号的类型: 可以选择模拟量输出或数字量输出, 输出信号的极性(单极性或双极性), 选择是否使用20%偏移量, 选择D/A 转换数据的下限(可以在“范围低限” 文本框输入D/A转换数据的最小值) 和上限(可以在“范围高限” 文本框输入D/A 转换数据的最大值)。进行输入、 输出参数设定之后, 在对话框中单击“下一步” 按钮。

(5) 如图4 -4 -13 所示, 在弹出的“PID 指令向导” 对话框(四) 中进行警报参数的设定。 其中, 可选择是否使用输出下限报警(“使能低限报警(PV)” 复选按钮),若使用时则应在下方的文本框中指定下限报警值; 选择是否使用输出上限报警 (“使能高限报警(PV)” 复选按钮), 若使用时则应在下方的文本框中指定上限报警值; 选择是否使用模拟量输入模块错误报警 (“使能模拟量输入模块报错” 复选按钮), 若使用时则应在下方的下拉列表框中指定模块位置。 进行了警报参考数设定之后, 单击 “下一步” 按钮。

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图4-4-13　“PID 指令向导” 对话框(四)

(6) 如图4 -4 -14 所示, 在弹出的“PID 指令向导” 对话框(五) 中设定PID 的控制参数。 在其中的文本框内, 指定PID 控制需要的变量存储器的起始地址, PID 回路表需要80个字节, 另外数据计算需要40 个字节, 共需要120 个字节。 进行了PID 控制参数的设定之后单击“下一步” 按钮。

(7) 设定PID 控制子程序和中断程序的名称。 在选择了PID 手动控制(“增加PID 手动控制” 复选按钮) 时, 给定值将不再经过PID 控制运算而直接进行输出, 为了保证PID 手动控制到PID 自动控制的平稳过渡, 在PLC 程序中需要对PID 参数进行如下处理: 使过程变量当前值与给定值相等; 使上一次过程变量当前值与当前过程变量当前值相等; 使上一次积分值等于当前输出值。 如图4 -4 -15 所示, 在“PID 指令向导” 对话框(六) 中设定了子程序(“此初始化子程序应如何命名?” 文本框) 和中断程序(“此中断程序应如何命名?” 文本框) 的名称之后单击“下一步” 按钮。

图4-4-14　“PID 指令向导” 对话框(五)

图4-4-15　“PID 指令向导” 对话框(六)

(8) 如图4 -4 -16 所示, 在“PID 指令向导” 对话框(七) 中单击“完成” 按钮结束PID 指令向导的使用。

(9) PID 指令向导生成的子程序和中断程序是加密的程序, 子程序中全部使用的是局部变量, 其中的输入和输出变量需要在调用程序中按照数据类型的要求对其进行赋值。 在PLC程序中可以通过调用PID 算法子程序(PID0 -INIT), 实现PID 控制。 单击浏览条中“数据块” 图标, 则显示出PID 指令向导设定的变量存储器参数表, 如图4 -4 -17 所示。

图4-4-16　“PID 指令向导” 对话框(七)

图4-4-17　PID 指令向导设定的变量存储器参数表

思考与练习

1. 模拟量输出模块的数字量输入值为0 ～32 000, 输出电流为DC 0 ～20 mA。 在I0.0 的上升沿, 将VD28 中PID 控制器的输出实数值Z (0.00 ～1.00) 转换为整数, 送给模拟量输出模块, 要求模块输出4 ～20 mA 的电流。 求送给模拟量输出AQW0 的整数N, 并编写梯形图程序。

2. 设计一个水箱水位自动控制系统: 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%。 反馈值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动机的转速。 要求开机后, 先手动控制电动机, 水位上升到70%时, 转换到PID 自动控制。