使用PID指令的注意事项与细节

使用PID指令进行PID控制，虽只使用一个指令及作有关设定。但也还有一些细节要考虑与处理：

1.数据格式转换

尽管PID指令输入、输出用的格式为十六进制码，与模拟量输入、输出单元的数据格式是相同的，为使用PID指令提供了方便。但是，还是存在一些不那么对应的情况。如用脉冲作输入信号，其格式用的就不是十六进制码，而是BCD码。调宽脉冲输出，其格式用的也不是十六进制码，而是BCD码。而PID指令的输入（源字）、输出（结果字）都是十六进制码。这时，在使用PID前，要做一些数据格式转换，如必要也可能还要作比例换算，以便于执行PID指令时，使用有关数据。同时，在执行PID指令得出结果后，也要把这个结果值进行换算，以便于为有关输出使用。

图4-56 PID参数自整定实际过程

把BCD码转换为十六进制码，可用BIN指令。反之，可用BCD指令。图4-57所示为有关转换指令的使用情况。图4-57a为执行PID指令前的转换，它把输入数据BCD码DM666转换为十六进制码数据DM716。用它作PID指令的原数据。图4-57b为执行PID指令后的转换，它把PID指令执行后的结果数据十六进制码DM718，转换为BCD码数据DM500，以作为实际控制输出。

PID指令执行后的转换，也可用SCL及SCL2两个指令。这两个指令的格式为

图4-57 数据转换梯形图程序

这里的S为原数据，R为结果数据，P1～P3为控制字。此两个指令的功能是：根据P1～P2制定线性关系，把不带（SCL）或带（SCL2）符号的十六进制数码数据（S）转换为BCD码数据（R）。图4-58显示了其间（用SCL）的关系。

图4-58 用SCL指令实现转换后两数对应关系

PID指令执行前的转换，也还可用SCL3指令。这个指令的格式为

这里的S为原数据，R为结果数据，P1～P5为控制字。这个指令的功能是：根据指定线性函数，将有符号BCD码数据（S）转化为有符号十六进制码数据（R）。

控制字的含义及其取值为

P1：为偏移值，有符号十六进制数，取值范围为：8000～7FFF；

P2：为ΔX，BCD码，取值范围为：0001～9999；

P3：为ΔY，十六进制码，取值范围为：8000～7FFF；

P4：为最小转换，十六进制码，取值范围为：8000～7FFF；

P5：为最大转换，十六进制码，取值范围为：8000～7FFF。

其转换公式为

图4-59 显示了在正、0及负偏移情况下，其间的关系。(www.xing528.com)

图4-59 不同的对应关系

a）正偏移 b）负偏移 c）0偏移

CJ1机还有静带控制指令BAND（681）及静域控制指令ZONE（682）。可分别用处理输入、输出死区问题。有关细节，可参阅有关说明书。

2.参数变换

执行PID指令，当偏差值不同时，所选的参数最好也有所不同。如比例带、积分常数等，在偏差大时，可选小一些，以强化它的作用。而偏差小时，或控制输出已将接近开环测定的数值，这些参数可与偏差大些，以弱化它的作用。图4-60所示即为此类程序。如图所示，当“偏差值1”大于4时，把250赋给DM901，500赋给DM902；反之，把20赋给DM901，50赋给DM902。这里的DM901、DM902分别为“比例带”、“积分常数”，正是PID控制参数。

但是，CS1机以前的PLC，一旦指令开始执行，参数改变将不起作用。为此，要对PID指令作再执行处理，即当参数改变时，先使执行PID指令的条件OFF，然后再令其ON。图4-61即为此类程序的一个。

从图知，当DM901、DM902的值改变时，LR1.01、LR1.02将OFF一个扫描周期，用此即可使新参数起作用。

3.输出值控制

尽管作了数据变换或转换，但有时，还是难以做到控制输出值与所驱动的对象完全适应。如有这样的情况，模拟量输出单元的输出范围为0～10V，而对象所用的控制输入只能为0～5V。这时就必须对输出值进行控制，如图4-62所示程序，当“输出值”大过50时，则用50传送给它，确保“输出值”不超过50。其程序如图4-62所示。

图4-60 参数变换梯形图程序

图4-61 使新参数立即起作用梯形图程序

CJ1机还有限幅指令LMT（680），也可用以作此类问题的处理。该指令的含义及其使用请参阅有关说明书。

4.手动、自动无扰动切换

实际系统除了自动控制，有时还要求手动控制。而且，这两者切换时，最好系统的控制输出不要突变，以免系统受到不应有的冲击。参数变化时也有这个问题。

怎么做到这一点呢？一般讲在两种情况下转换，冲击将少一些。即：在偏差值为0，或尽量小时转换；或控制输出值相等或接近相等时转换。

图4-62 输出值控制 梯形图程序

为此，在手动向自动转换时，可观测自动的给定值与实际值相差大否？太大时，应使其调到相接近时，切换。自动到手动转换，应使手动的输出初值设为当时自动的控制输出值。

5.多种控制算法配合使用

PID控制虽然有很多优点。但由于系统的非线性等诸多原因，完全用PID控制有时难以满足实际要求。所以，也可考虑依不同的偏差值，或依不同的工况，有时用PID控制，有时也可用别的控制。多种控制配合使用，以获得更好的控制效果。