PID控制程序简介

1.示例程序的结构

打开硬件组态工具HW Config，双击机架中的CPU，打开CPU属性对话框。在“周期性中断”选项卡，将执行循环中断组织块OB35的时间间隔设置为200ms。保存和编译组态信息后，将组态数据下载到仿真CPU。程序运行时每隔200ms自动调用一次OB35。

刚进入RUN模式时，CPU执行一次OB100，在OB100和OB35中调用FB41和FB100，其背景数据块分别为DB41和DB100。各逻辑块和数据块的符号名见图9-11中的符号表。

图9-11 符号表

2.在OB1中产生方波给定信号

在OB1中，用T8和T9组成振荡电路（见图9-12），T8的常开触点的接通和断开的时间均为40s。"PID_DI".SP_INT是FB41的背景数据块PID_DI中存放控制器浮点数设定值的输入变量SP_INT。在T8的常开触点刚接通和刚断开时，分别将设定值SP_INT修改为浮点数20.0%和70.0%，设定值的波形为方波。

图9-12 OB1中的梯形图

3.起动组织块OB100

功能块中局部变量的初始值是该变量的默认值。如果在调用功能块时没有给输入、输出参数指定实参，该参数的值为初始值。

下面是OB100中的程序，在调用FB41和FB100时，只设置了少量的实参：

1）令起动标志COM_RST为TRUE，执行PID重启动功能，将PID控制器的内部参数设置为默认值。

2）设置采样周期CYCLE为200ms，FB100和FB41中的采样周期应与OB35的循环执行周期相同。

3）设置PID控制器的参数GAIN、TI和TD的初值。假设AO模块为双极性输出，设置控制器输出下限值为-100.0%，上限值为默认的100.0%。

下面是调用模拟被控对象的功能块FB100的程序，设置了以下输入参数：

1）令起动标志COM_RST为TRUE，初始化FB100的输出值和内部变量。

2）设置采样周期CYCLE为200ms。(www.xing528.com)

3）在FB100的局部变量表中，设置增益GAIN的初始值为3.0，3个惯性环节的时间常数（TM_LAG1～TM_TAG3）初始值分别为5s、2s和0s。

在退出OB100之前，用下面的程序将FB41和FB100的启动标志位COM_RST复位，将PID控制器的给定值设置为70.0%。

4.循环中断组织块OB35

为了保证PID运算的采样周期的精度，用循环中断组织块OB35调用FB41和FB100。

在OB35中，将会使用在OB100中设置的FB41和FB100的参数，直到用人机界面的IO域修改其中的某些参数。在OB100和OB35中未设置的FB41和FB100的输入、输出参数，将使用它们的初始值。在FB41和FB100的局部变量表或在线帮助中，可以看到局部变量的初始值。

FB41的背景数据块DB41的符号名为“PID_ID”，FB100的背景数据块DB100的符号名为“对象DI”。将PID控制器的输出变量LMN送给FB100的输入变量INV，将FB100的输出变量OUTV送给PID控制器的过程输入变量PV_IN，FB41和FB100组成了图9-4所示的闭环。因为是用软件对被控对象仿真，没有使用模拟量输入模块和模拟量输出模块，闭环中的变量均为浮点数。

FB41默认的设置为PI控制器，将参数D_SEL设置为1（TRUE），该控制器为PID控制器。设置MAN_ON为FALSE，控制器工作在自动方式。

下面的程序段2的指令用于计算微分操作的延迟时间TM_LAG，其推荐值为TD/5。

输入端的选择开关PVPER_ON为默认值FALSE，采用浮点数格式的过程变量。过程变量不是来自外设（AI模块），不用设置PV_PER（外设输入过程值）。因为PID的输出不是送给AO模块，不用设置I/O格式的控制器输出LMN_PER的实参。

在实际的语句表程序中，如果要给功能块的某个输入、输出变量加注释，必须设置该变量的实参。下面是循环中断组织块OB35的程序。

程序段2：计算微分操作的延迟时间，TM_LAG=TD/5

程序段3：调用连续PID控制器FB41