PID向导编程步骤 点击:433 | 回复:1



今生缘

    
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发表于:2020-09-02 22:58:10
楼主

在Micro/WIN中的命令菜单中选择Tools > Instruction Wizard,然后在指令向导窗口中选择PID指令:


图1. 选择PID向导

在使用向导时必须先对项目进行编译,在随后弹出的对话框中选择“Yes” ,确认编译。如果已有的程序中存在错误,或者有没有编完的指令,编译不能通过。

如果你的项目中已经配置了一个PID回路,则向导会指出已经存在的PID回路,并让你选择是配置修改已有的回路,还是配置一个新的回路:


图2. 选择需要配置的回路

第一步:定义需要配置的PID回路号


图3. 选择PID回路号

第二步:设定PID回路参数


图4. 设置PID参数

图4中:

  1. 定义回路设定值(SP,即给定)的范围:
    在低限(Low Range)和高限(High Range) 输入域中输入实数,缺省值为0.0和100.0,表示给定值的取值范围占过程反馈量程的百分比。

    这个范围是给定值的取值范围。它也可以用实际的工程单位数值表示。参见:设置给定-反馈的量程范围。

    以下定义PID回路参数,这些参数都应当是实数:

  2. Gain(增益): 即比例常数。

  3. Integral Time(积分时间):如果不想要积分作用,可以把积分时间设为无穷大:输入“INF”。

  4. Derivative Time(微分时间):如果不想要微分回路,可以把微分时间设为0 。

  5. Sample Time(采样时间):是PID控制回路对反馈采样和重新计算输出值的时间间隔。在向导完成后,若想要修改此数,则必须返回向导中修改,不可在程序中或状态表中修改。

注意:关于具体的PID参数值,每一个项目都不一样,需要现场调试来定,没有所谓经验参数。

第三步:设定回路输入输出值


图5. 设定PID输入输出参数

在图5中,首先 设定过程变量的范围:

  1. 指定输入类型

    • Unipolar: 单极性,即输入的信号为正,如0-10V或0-20mA等

    • Bipolar:双极性,输入信号在从负到正的范围内变化。如输入信号为±10V、±5V等时选用

    • 20% Offset:选用20%偏移。如果输入为4-20mA则选单极性及此项,4mA是0-20mA信号的20%,所以选20% 偏移,即4mA对应6400,20mA对应32000

  2. 反馈输入取值范围
    此反馈输入也可以是工程单位数值,参见:设置给定-反馈的量程范围。

    然后定义输出类型

    • 在a.设置为Unipolar时,缺省值为0 - 32000,对应输入量程范围0 - 10V或0 - 20mA等,输入信号为正

    • 在a.设置为Bipolar时,缺省的取值为-32000 - +32000,对应的输入范围根据量程不同可以是±10V、±5V等

    • 在a.选中20% Offset时,取值范围为6400 - 32000,不可改变

  3. Output Type(输出类型)
    可以选择模拟量输出或数字量输出。模拟量输出用来控制一些需要模拟量给定的设备,如比例阀、变频器等;数字量输出实际上是控制输出点的通、断状态按照一定的占空比变化,可以控制固态继电器(加热棒等)

  4. 选择模拟量则需设定回路输出变量值的范围,可以选择:

    • Unipolar:单极性输出,可为0-10V或0-20mA等

    • Bipolar:双极性输出,可为正负10V或正负5V等

    • 20% Offset:如果选中20% 偏移,使输出为4 - 20mA

  5. 取值范围:

    • d为Unipolar时,缺省值为 0 到 32000

    • d为Bipolar时,取值-32000到32000

    • d为20% Offset时,取值6400 - 32000,不可改变

如果选择了开关量输出,需要设定此占空比的周期。

第四步:设定回路报警选项


图6. 设定回路报警限幅值

向导提供了三个输出来反映过程值(PV)的低值报警、高值报警及过程值模拟量模块错误状态。当报警条件满足时,输出置位为1。这些功能在选中了相应的选择框之后起作用。

  1. 使能低值报警并设定过程值(PV)报警的低值,此值为过程值的百分数,缺省值为0.10,即报警的低值为过程值的10%。此值最低可设为0.01,即满量程的1%

  2. 使能高值报警并设定过程值(PV)报警的高值,此值为过程值的百分数,缺省值为0.90,即报警的高值为过程值的90%。此值最高可设为1.00,即满量程的100%

  3. 使能过程值(PV)模拟量模块错误报警并设定模块于CPU连接时所处的模块位置。“0”就是第一个扩展模块的位置

第五步:指定PID运算数据存储区


图7. 分配运算数据存储区

PID指令(功能块)使用了一个120个字节的V区参数表来进行控制回路的运算工作;除此之外,PID向导生成的输入/输出量的标准化程序也需要运算数据存储区。需要为它们定义一个起始地址,要保证该地址起始的若干字节在程序的其它地方没有被重复使用。如果点击“Suggest Address”,则向导将自动为你设定当前程序中没有用过的V区地址。

自动分配的地址只是在执行PID向导时编译检测到空闲地址。向导将自动为该参数表分配符号名,用户不要再自己为这些参数分配符号名,否则将导致PID控制不执行。

第六步:定义向导所生成的PID初使化子程序和中断程序名及手/自动模式


图8. 指定子程序、中断服务程序名和选择手动控制

向导已经为初使化子程序和中断子程序定义了缺省名,你也可以修改成自己起的名字。

  1. 指定PID初使化子程序的名字。

  2. 指定PID中断子程序的名字

    注意:

    1. 如果你的项目中已经存在一个PID配置,则中断程序名为只读,不可更改。因为一个项目中所有PID共用一个中断程序,它的名字不会被任何新的PID所更改。

    2. PID向导中断用的是SMB34定时中断,在用户使用了PID向导后,注意在其它编程时不要再用此中断,也不要向SMB34中写入新的数值,否则PID将停止工作。

  3. 此处可以选择添加PID 手动控制模式。在PID手动控制模式下,回路输出由手动输出设定控制,此时需要写入手动控制输出参数一个0.0-1.0的实数,代表输出的0%-100%而不是直接去改变输出值。

    PID 控制的自动/手动之间的无扰动切换

第七步:生成PID子程序、中断程序及符号表等

一旦点击完成按钮,将在你的项目中生成上述PID子程序、中断程序及符号表等。


图9. 生成PID子程序、中断程序和符号表等

第八步:配置完PID向导,需要在程序中调用向导生成的PID子程序(如下图)


图10. PID子程序


图11. 调用PID子程序

在用户程序中调用PID子程序时,可在指令树的Program Block(程序块)中用鼠标双击由向导生成的PID子程序,在局部变量表中,可以看到有关形式参数的解释和取值范围。

  1. 必须用SM0.0来使能 PIDx_INIT 子程序,SM0.0 后不能串联任何其他条件,而且也不能有越过它的跳转;如果在子程序中调用 PIDx_INIT 子程序,则调用它的子程序也必须仅使用 SM0.0 调用,以保证它的正常运行

  2. 此处输入过程值(反馈)的模拟量输入地址

  3. 此处输入设定值变量地址(VDxx),或者直接输入设定值常数,根据向导中的设定0.0-100.0,此处应输入一个0.0-100.0的实数,例:若输入20,即为过程值的20%,假设过程值AIW0是量程为0-200度的温度值,则此处的设定值20代表40度(即200度的20%);如果在向导中设定给定范围为0.0 - 200.0,则此处的20相当于20度

  4. 此处用I0.0控制PID的手/自动方式,当I0.0为1时,为自动,经过PID运算从AQW0输出;当I0.0为0时,PID将停止计算,AQW0输出为ManualOutput(VD4)中的设定值,此时不要另外编程或直接给AQW0赋值。若在向导中没有选择PID手动功能,则此项不会出现

  5. 定义PID手动状态下的输出,从AQW0输出一个满值范围内对应此值的输出量。此处可输入手动设定值的变量地址(VDxx),或直接输入数。数值范围为0.0-1.0之间的一个实数,代表输出范围的百分比。例:如输入0.5,则设定为输出的50%。若在向导中没有选择PID手动功能,则此项不会出现

  6. 此处键入控制量的输出地址

  7. 当高报警条件满足时,相应的输出置位为1,若在向导中没有使能高报警功能,则此项将不会出现

  8. 当低报警条件满足时,相应的输出置位为1,若在向导中没有使能低报警功能,则此项将不会出现

  9. 当模块出错时,相应的输出置位为1,若在向导中没有使能模块错误报警功能,则此项将不会出现

调用PID子程序时,不用考虑中断程序。子程序会自动初始化相关的定时中断处理事项,然后中断程序会自动执行。

第九步:实际运行并调试PID参数

没有一个PID项目的参数不需要修改而能直接运行,因此需要在实际运行时调试PID参数。

查看Data Block(数据块),以及Symbol Table(符号表)相应的PID符号标签的内容,可以找到包括PID核心指令所用的控制回路表,包括比例系数、积分时间等等。将此表的地址复制到Status Chart(状态表)中,可以在监控模式下在线修改PID参数,而不必停机再次做配置。

参数调试合适后,用户可以在数据块中写入,也可以再做一次向导,或者编程向相应的数据区传送参数。

常问问题

做完PID向导后,如何知道向导中设定值,过程值及PID等参数所用的地址?

  • 做完PID向导后可在Symbol Table(符号表)中,查看PID向导所生成的符号表(上例中为PID0_SYM),可看到各参数所用的详细地址,及数值范围。

  • 在Data Block(数据块)中,查看PID指令回路表的相关参数。如图所示:


图12. PID数据块

 做完PID向导后,如何在调试中修改PID参数?

可以在Status Chart(状态表)中, 输入相应的参数地址,然后在线写入用户需要的PID参数数值,这样用户就可根据工艺需要随时对PID参数、设定值等进行调整。

 PID已经调整合适,如何正式确定参数?

可以在Data Block(数据块)中直接写入参数。

 做完PID向导后,能否查看PID生成的子程序,中断程序?

PID向导生成的子程序,中断程序用户是无法看到的,也不能对其进行修改。没有密码能够打开这些子程序,一般的应用也没有必要打开查看。

PID参数有经验值吗?

每一个项目的PID 参数都不一样,没有经验参数,只能现场调试获得。

 我的PID向导生成的程序为何不执行?

  • 必须保证用SM0.0无条件调用PID0_INIT程序

  • 在程序的其它部分不要再使用SMB34定时中断,也不要对SMB34赋值

如何实现PID反作用调节?

在有些控制中需要PID反作用调节。例如:在夏天控制空调制冷时,若反馈温度(过程值)低于设定温度,需要关阀,减小输出控制(减少冷水流量等),这就是PID反作用调节(在PID正作用中若过程值小于设定值,则需要增大输出控制)。

若想实现PID反作用调节,需要把PID回路的增益设为负数。对于增益为0的积分或微分控制来说,如果指定积分时间、微分时间为负值,则是反作用回路。

 如何根据工艺要求有选择地投入PID功能?

可使用“手动/自动”切换的功能。PID向导生成的PID功能块只能使用SM0.0的条件调用。


1分不嫌少!


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liyujin1118

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发表于:2021-09-23 10:52:59
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