PLC模擬量及PID控制

1、模塊七模塊七 PLC模擬量及模擬量及PID控制控制學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解各種模擬量輸入輸出模塊。 掌握模擬量的輸入及輸出，能使用模擬量輸入輸出模塊組成PLC模擬量控制系統(tǒng)，并能根據(jù)工藝要求設(shè)置模塊參數(shù)，編寫控制程序。 掌握PID調(diào)節(jié)指令的格式及功能，會(huì)編寫PID參數(shù)表初始化程序。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 與S722XCPU配套的A/D、D/A模塊有EM231（4路12位模擬量輸入）、EM232（2路12位模擬量輸出）、EM235（4路12位模擬量輸入/1路12位模擬量輸出）。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 1模擬量輸入模擬量輸入（1）模擬量輸入

2、（AI）尋址通過(guò)A/D模塊，S7200 CPU可以將外部的模擬量（電流或電壓）轉(zhuǎn)換成一個(gè)字長(zhǎng)（16位）的數(shù)字量?？梢杂脜^(qū)域標(biāo)識(shí)符（AI）、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（W）和模擬通道的其始地址來(lái)讀取這些量，其格式為：AIW起始字節(jié)地址因?yàn)槟M輸入量為一個(gè)字長(zhǎng)，且從偶數(shù)字節(jié)開始存放，所以必須從偶數(shù)字節(jié)地址讀取這些值，如AIW0、AIW2、AIW4等，模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 1模擬量輸入模擬量輸入（2）模擬量輸入的配置使用EM231和 EM235輸入模擬量時(shí)，首先要進(jìn)行模塊的配置和校準(zhǔn)。通過(guò)調(diào)整模塊中的DIP開關(guān)，可以設(shè)定輸入模擬量的種類（電流、電壓）以及模擬

3、量的輸入范圍、極性，如圖7-1、7-2所示。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 1模擬量輸入模擬量輸入（2）模擬量輸入的配置電流發(fā)送器電壓發(fā)送器未用端子配置開關(guān)增益沒有使用24VDC電源和公共端圖7-1 EM231模擬量輸入模塊端子及DIP開關(guān)示意圖固定端子塊 增益DIP設(shè)定開關(guān)開關(guān)任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 1模擬量輸入模擬量輸入（2）模擬量輸入的配置電流發(fā)送器電壓發(fā)送器未用端子配置開關(guān)增益沒有使用24VDC電源和公共端圖7-1 EM231模擬量輸入模塊端子及DIP開關(guān)示意圖固定端子塊 增益DIP設(shè)定開關(guān)開關(guān)任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控

4、制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 1模擬量輸入模擬量輸入（2）模擬量輸入的配置圖7-2 EM235輸入輸出混合模塊端子、DIP設(shè)置開關(guān)及校準(zhǔn)電位器示意圖電壓變送器空閑端子電流變送器電流負(fù)載電壓負(fù)載24VDC電源和公共端子固定端子塊 增益DIP設(shè)定開關(guān)開關(guān)偏置任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用1模擬量輸入模擬量輸入（3）模擬量輸入校準(zhǔn)校準(zhǔn)調(diào)節(jié)影響所有的輸入通道。即使在校準(zhǔn)以后，如果模擬量多路轉(zhuǎn)換器之前的輸入電路的元件值發(fā)生變化，從不同通道讀入同一個(gè)輸入信號(hào)，其信號(hào)值也會(huì)有微小的不同。校準(zhǔn)輸入的步驟如下：切斷模塊電源，用DIP開關(guān)選擇需要的輸入范圍。接通CPU和模塊電源，使模塊穩(wěn)定1

5、5min。用一個(gè)變送器、一個(gè)電壓源或電流源，將零值信號(hào)加到模塊的一個(gè)輸入端。讀取該輸入通道在CPU中的測(cè)量值。調(diào)節(jié)模塊上的OFFSET（偏置）電位器，直到讀數(shù)為零，或所需要的數(shù)字值。將一個(gè)滿刻度模擬量信號(hào)接到某一個(gè)輸入端子，讀出A/D轉(zhuǎn)換后的值。調(diào)節(jié)模塊上的GAIN（增益）電位器，直到讀數(shù)為32 000，或所需要的數(shù)字值。必要時(shí)重復(fù)上述校準(zhǔn)偏置和增益的過(guò)程。 任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用1模擬量輸入模擬量輸入（4）輸入模擬量的讀取每個(gè)模擬量占用一個(gè)字長(zhǎng)（16位），其中數(shù)據(jù)占12位，依據(jù)輸入模擬量的極性，其數(shù)據(jù)字格式有所不同，其格式如圖7-3所示。模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的

6、12位讀數(shù)是左對(duì)齊的，對(duì)單極性格式，最高位為符號(hào)位，最低3位是測(cè)量精度位，即A/D轉(zhuǎn)換是以8為單位進(jìn)行的；對(duì)雙極性格式，最低4位為轉(zhuǎn)換精度位，即A/D轉(zhuǎn)換是以16為單位進(jìn)行的。在讀取模擬量時(shí)，利用數(shù)據(jù)傳送指令MOV_W可以從指定的模擬量輸入通道將其讀取到內(nèi)存中，然后根據(jù)其極性，利用移位指令或整數(shù)除法指令將其規(guī)格化，以便于處理其數(shù)據(jù)值部分。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 2模擬量輸出模擬量輸出（1）模擬量輸出（AQ）尋址通過(guò)D/A模塊，S7-200 CPU把一個(gè)字長(zhǎng)（16位）的數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換成電流或電壓?？梢杂脜^(qū)域標(biāo)識(shí)符（AQ）、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（W）和模擬通道的起始地址來(lái)存

7、儲(chǔ)這些量，其格式為：AQW起始自節(jié)地址因?yàn)槟M輸出量為一個(gè)字長(zhǎng)，且從偶數(shù)字節(jié)開始，所以必須從偶數(shù)字節(jié)地址存儲(chǔ)這些值，如AQW0、AQW2、 AQW4等。模擬量輸出值是只寫數(shù)據(jù)，用戶不能讀取模擬量輸出值。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 2模擬量輸出模擬量輸出（2）模擬量的輸出模擬量的輸出范圍為10V-10V或020mA（由接線方式?jīng)Q定），如圖7-4所示，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量分別為-32000+32000和0+32000。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 2模擬量輸出模擬量輸出（2）模擬量的輸出b）EM232輸出回路框圖電壓-電流轉(zhuǎn)換器電壓輸出緩沖器數(shù)-模

8、轉(zhuǎn)換器D/A電流輸出電壓輸出空閑電壓負(fù)載電流負(fù)載電壓負(fù)載電流負(fù)載空閑端子24VDC電源和公共端子a）EM232模塊接線端子圖圖7-4 EM232模擬量輸出模塊外部接線圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 2模擬量輸出模擬量輸出（2）模擬量的輸出每個(gè)模擬量占用一個(gè)字長(zhǎng)（16位），依據(jù)輸出模擬量的類型，其數(shù)據(jù)字格式有所不同，其格式如圖7-5所示。模擬量數(shù)據(jù)輸出值是左對(duì)齊的，最高有效位是符號(hào)位，0表示正值。最低4位是四個(gè)連續(xù)的0，在轉(zhuǎn)換為模擬量輸出值時(shí)，將自動(dòng)屏蔽，不會(huì)影響輸出信號(hào)值。在輸出模擬量時(shí)，首先根據(jù)電流輸出方式或電壓輸出方式，利用移位指令或整數(shù)乘法指令對(duì)其

9、數(shù)據(jù)值部分進(jìn)行處理，然后利用數(shù)據(jù)傳送指令MOV_W將其從指定的模擬量輸出通道輸出。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 3模擬量數(shù)據(jù)的處理模擬量數(shù)據(jù)的處理（1）模擬量輸入信號(hào)的整定通過(guò)模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)直接存儲(chǔ)在S7-200系列PLC的模擬量輸入存儲(chǔ)器AIW中，這種數(shù)字量與被轉(zhuǎn)換的過(guò)程之間有一定的函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，但在數(shù)值上并不相等，必須經(jīng)過(guò)某種轉(zhuǎn)換才能使用，這種將模擬量輸入的數(shù)字信號(hào)在PLC內(nèi)部按一定函數(shù)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程稱為模擬量輸入信號(hào)的整定。 任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 3模擬量數(shù)據(jù)的處理模擬量數(shù)據(jù)的處理模擬量輸入信號(hào)的整定通常

10、需要考慮以下問(wèn)題：1）模擬量輸入值的數(shù)字量表示方法即模擬量輸入模塊輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)是多少？是否從數(shù)據(jù)字的第0位開始？若不是，應(yīng)進(jìn)行移位操作使數(shù)據(jù)的最低位排列在數(shù)據(jù)字的第0位上，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如EM231模擬量輸入模塊，在單極性信號(hào)輸入時(shí)，其模擬量的數(shù)字值是從第3位開始的，因此數(shù)據(jù)整定的任務(wù)是把該數(shù)據(jù)字右移3位。 2）模擬量輸入值的數(shù)字量表示范圍該范圍一方面由模擬量輸入模塊的轉(zhuǎn)換精度位數(shù)決定，另一方面也可以由系統(tǒng)外部的某些條件使輸入量的范圍限定在某一數(shù)值區(qū)域，使輸入量的范圍小于模塊可能表示的范圍。3）系統(tǒng)偏移量的消除系統(tǒng)偏移量是指在無(wú)模擬量信號(hào)輸入情況下由測(cè)量元件的測(cè)量誤差及模擬量輸入模塊的

11、轉(zhuǎn)換死區(qū)所引起的具有一定數(shù)值的轉(zhuǎn)換結(jié)果。消除這一偏移量的方法是在硬件方面進(jìn)行必要的調(diào)整（如調(diào)整EM235中偏置電位器）或使用PLC的運(yùn)算指令去除其影響。4）過(guò)程量的最大變化范圍過(guò)程量的最大變化范圍與轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量最大變化范圍應(yīng)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，這樣就可以使轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量精確地反應(yīng)過(guò)程量的變化。如用00FH反映010V的電壓與0FFH反映010V的電壓相比較，后者的靈敏度或精確度顯然要比前者高得多。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 3模擬量數(shù)據(jù)的處理模擬量數(shù)據(jù)的處理模擬量輸入信號(hào)的整定通常需要考慮以下問(wèn)題：5）標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題從模擬量輸入模塊采集到的過(guò)程量都是實(shí)際的工程量，其幅

12、度、范圍和測(cè)量單位都會(huì)不同，在PLC內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算之前，必須將這些值轉(zhuǎn)換為無(wú)量綱的標(biāo)準(zhǔn)化格式。6）數(shù)字量濾波問(wèn)題電壓、電流等模擬量常常會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的瞬時(shí)干擾而產(chǎn)生較大波動(dòng)，這種波動(dòng)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后亦反映在PLC的數(shù)字量輸入端，若僅用瞬時(shí)采樣值進(jìn)行控制計(jì)算，將會(huì)產(chǎn)生較大誤差，有必要進(jìn)行數(shù)字濾波。工程上的數(shù)字濾波方法有平均值濾波、去極值平均濾波以及慣性濾波法等。算術(shù)平均值濾波的效果與采樣次數(shù)有關(guān)，采樣次數(shù)越多效果越好。但這種濾波方法對(duì)于強(qiáng)干擾的抑制作用不大，而去極值平均濾波方法則可有效地消除明顯的干擾信號(hào)，消除的方法是對(duì)多次采樣值進(jìn)行累加后，找出最大值和最小值，然后從累加和中減去最大值和最小值，再進(jìn)

13、行平均值濾波。慣性濾波的方法就是逐次修正，它類似于較大慣性的低通濾波功能。這些方法也可同時(shí)使用，效果更好。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 3模擬量數(shù)據(jù)的處理模擬量數(shù)據(jù)的處理 （2）模擬量輸出信號(hào)的整定模擬量輸出信號(hào)的整定就是要將PLC的運(yùn)算結(jié)果按照一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為模擬量輸出寄存器中的數(shù)字值，以備模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)需要的輸出電壓或電流。已知某溫度控制系統(tǒng)由PLC控制其溫度的升降。當(dāng)PLC的模擬量輸出模塊輸出10V電壓時(shí)，要求系統(tǒng)溫度達(dá)到5000C，現(xiàn)PLC運(yùn)算結(jié)果為2300C，則應(yīng)向模擬量輸出存儲(chǔ)器AQWX寫入的數(shù)字量為多少？這就是一個(gè)模擬量輸出信號(hào)的整定問(wèn)題

14、。任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 4模擬量輸入模擬量輸入/輸出舉例輸出舉例例1 從模擬量輸入通道AIW2讀取010V的模擬量，并將其存入VW100中。程序如圖所示。EM231的DIP開關(guān)中SW1、SW2、SW3分別設(shè)置為ON、OFF、ON，設(shè)定的量程為單極性010V，輸入數(shù)據(jù)范圍為032000，其數(shù)據(jù)格式參見前文所述。利用實(shí)驗(yàn)板上的電位器可以輸入010V電壓，可以用“圖狀態(tài)”方式觀察VW100中數(shù)據(jù)的變化。 任務(wù)一：任務(wù)一： PLC模擬量控制及應(yīng)用模擬量控制及應(yīng)用 4模擬量輸入模擬量輸入/輸出舉例輸出舉例例2 從模擬量輸出通道AQWO輸出10V電壓，EM232的輸出電

15、壓范圍是-10V10V，其數(shù)據(jù)范圍為-3200032000，相應(yīng)的數(shù)據(jù)值-20002000。程序如圖所示任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 在工業(yè)生產(chǎn)中，常需要用閉環(huán)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量控制。無(wú)論使用模擬控制器的模擬控制系統(tǒng)，還是使用計(jì)算機(jī)(包括PLC)的數(shù)字控制系統(tǒng)，PID控制都得到了廣泛的應(yīng)用。 過(guò)程控制系統(tǒng)在對(duì)模擬量進(jìn)行采樣的基礎(chǔ)上，一般還要對(duì)采樣值進(jìn)行PID（比例+積分+微分）運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，形成對(duì)模擬量的控制作用。這種作用的結(jié)構(gòu)如圖7-8所示 圖7-8 PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖PID執(zhí)行器控制對(duì)象PID輸出Y過(guò)程變量 PV偏差e -給定量 SP

16、 PV+任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 PID運(yùn)算中的積分作用可以消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，提高精度，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的適應(yīng)能力；微分作用可以克服慣性滯后，提高抗干擾能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度；比例作用可對(duì)偏差作出及時(shí)響應(yīng)。因此，對(duì)于速度、位置等快過(guò)程及溫度、化工合成等慢過(guò)程，PID控制都具有良好的實(shí)際效果。若能將3種作用的強(qiáng)度作適當(dāng)?shù)呐浜希梢允筆ID回路快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地運(yùn)行，從而獲得滿意的控制效果。 PID的3種作用是相互獨(dú)立，互不影響的。改變一個(gè)參數(shù)，僅影響一種調(diào)節(jié)作用，而不影響其他的調(diào)節(jié)作用。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 S7-200 CPU

17、提供了8個(gè)回路的PID功能，用以實(shí)現(xiàn)需要按照PID控制規(guī)律進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制任務(wù)，比如溫度、壓力和流量控制等。PID功能一般需要模擬量輸入，以反映被控制的物理量的實(shí)際數(shù)值，稱為反饋；而用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值，即為給定。PID運(yùn)算的任務(wù)就是根據(jù)反饋與給定的相對(duì)差值，按照PID運(yùn)算規(guī)律計(jì)算出結(jié)果，輸出到固態(tài)開關(guān)元件（控制加熱棒）或者變頻器（驅(qū)動(dòng)水泵）等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到自動(dòng)維持被控制的量跟隨給定變化的目的。 S7-200中PID功能的核心是PID指令。PID指令需要為其指定一個(gè)以V為變量存儲(chǔ)區(qū)地址開始的PID回路表，以及PID回路號(hào)。PID回路表提供了給定和反饋，以及PID參數(shù)等數(shù)據(jù)入口，PI

18、D運(yùn)算的結(jié)果也在回路表輸出。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 S7-200 CPU提供了8個(gè)回路的PID功能，用以實(shí)現(xiàn)需要按照PID控制規(guī)律進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制任務(wù)，比如溫度、壓力和流量控制等。PID功能一般需要模擬量輸入，以反映被控制的物理量的實(shí)際數(shù)值，稱為反饋；而用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值，即為給定。PID運(yùn)算的任務(wù)就是根據(jù)反饋與給定的相對(duì)差值，按照PID運(yùn)算規(guī)律計(jì)算出結(jié)果，輸出到固態(tài)開關(guān)元件（控制加熱棒）或者變頻器（驅(qū)動(dòng)水泵）等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到自動(dòng)維持被控制的量跟隨給定變化的目的。 S7-200中PID功能的核心是PID指令。PID指令需要為其指定一個(gè)以V為變量存儲(chǔ)區(qū)地址開始

19、的PID回路表，以及PID回路號(hào)。PID回路表提供了給定和反饋，以及PID參數(shù)等數(shù)據(jù)入口，PID運(yùn)算的結(jié)果也在回路表輸出。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 1PID控制器的優(yōu)點(diǎn)控制器的優(yōu)點(diǎn)（1）不需要被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型自動(dòng)控制理論中的分析和設(shè)計(jì)方法主要是建立在被控對(duì)象的線性定常數(shù)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上的。這種模型忽略了實(shí)際系統(tǒng)中的非線性和時(shí)變性，與實(shí)際系統(tǒng)有較大的差距。對(duì)于許多工業(yè)控制對(duì)象，根本就無(wú)法建立較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，因此自動(dòng)控制理論中的設(shè)計(jì)方法很難用于大多數(shù)控制系統(tǒng)。對(duì)于這一類系統(tǒng)，使用PID控制可以得到比較滿意的效果。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)PID控制器的結(jié)構(gòu)典型，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單

20、，計(jì)算工作量較小，各參數(shù)有明確的物理意義，參數(shù)調(diào)整方便，容易實(shí)現(xiàn)多回路控制、串級(jí)控制等復(fù)雜的控制。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 1PID控制器的優(yōu)點(diǎn)控制器的優(yōu)點(diǎn)（3）有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性根據(jù)被控對(duì)象的具體情況，可以采用PID控制器的多種變種和改進(jìn)的控制方式，例如PI、PD、被控量微分PID、積分分離PID等，但比例控制一般是不可少的。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等現(xiàn)代控制方法結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)PID控制器的參數(shù)自整定，使PID控制器具有經(jīng)久不衰的生命力。（4）使用方便現(xiàn)在已有很多PLC廠家提供具有PID控制功能的產(chǎn)品，如PID控制模塊、PID控制系統(tǒng)功能塊等，

21、它們使用簡(jiǎn)單方便，只需要設(shè)置一些參數(shù)即可。STEP 7-Micro/MIN的PID指令向?qū)筆ID指令的應(yīng)用更加簡(jiǎn)單方便。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 2PID調(diào)節(jié)指令格式及功能調(diào)節(jié)指令格式及功能說(shuō)明：說(shuō)明：1）LOOP為PID調(diào)節(jié)回路號(hào)，可在0-7范圍選取。為保證控制系統(tǒng)的每一條控制回路都能正常得到調(diào)節(jié)，必須為調(diào)節(jié)回路號(hào)LOOP賦不同的值，否則系統(tǒng)將不能正常工作。2）TBL為與LOOP相對(duì)應(yīng)的PID參數(shù)表的起始地址，它由36個(gè)字節(jié)組成，存儲(chǔ)著9個(gè)參數(shù)。其格式及含義如表7-8所示。3）CPU212和CPU214無(wú)此指令。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 3PID回路

22、表的格式及初始化回路表的格式及初始化（1）PID回路表回路表PLC在執(zhí)行PID調(diào)節(jié)指令時(shí)，須對(duì)算法中的9個(gè)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，為此S7-200的PID指令使用一個(gè)存儲(chǔ)回路參數(shù)的回路表，PID回路表的格式及含義如表7-2所示。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 3PID回路表的格式及初始化回路表的格式及初始化（1）PID回路表回路表說(shuō)明：1）PLC可同時(shí)對(duì)多個(gè)生產(chǎn)過(guò)程（回路）實(shí)行閉環(huán)控制。由于每個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的具體情況不同，其PID算法的參數(shù)亦不同。因此，需建立每個(gè)控制過(guò)程的參數(shù)表，用于存放控制算法的參數(shù)和過(guò)程中的其它數(shù)據(jù)。當(dāng)需要作PID運(yùn)算時(shí)，從參數(shù)表中把過(guò)程數(shù)據(jù)送至PID工作臺(tái)，待運(yùn)算完畢后

23、，將有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果再送至參數(shù)表。2）表中反饋量PVn和給定值SPn為PID算法的輸入，只可由PID指令來(lái)讀取而不可更改；通常反饋量來(lái)自模擬量輸入模塊，給定量來(lái)自人機(jī)對(duì)話設(shè)備，如TD200、觸摸屏、組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)等。3）表中回路輸出值Yn由PID指令計(jì)算得出，僅當(dāng)PID指令完全執(zhí)行完畢才予以更新。該值還需用戶按工程量標(biāo)定通過(guò)編程轉(zhuǎn)換為16位數(shù)字值，送往PLC的模擬量輸出寄存器AQWx。4）表中增益(KC)、采樣時(shí)間(T)、積分時(shí)間(TI)和微分時(shí)間(TD)是由用戶事先寫入的值，通常也可通過(guò)人機(jī)對(duì)話設(shè)備，如TD200、觸摸屏、組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)輸入。5）表中積分和YX由PID算法來(lái)更新，且此更新值用

24、作下一次PID運(yùn)算的輸入值。 任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 3PID回路表的格式及初始化回路表的格式及初始化 （2）PID回路表初始化回路表初始化為執(zhí)行PID指令，要對(duì)PID回路表進(jìn)行初始化處理，即將PID回路表中有關(guān)的參數(shù)（給定值SPn、增益KC、采樣時(shí)間TS、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD），按照地址偏移量寫入到變量寄存器V中。一般是調(diào)用一個(gè)子程序，在子程序中，對(duì)PID回路表進(jìn)行初始化處理。在采用人機(jī)界面的系統(tǒng)中，初始化參數(shù)通過(guò)人機(jī)界面直接輸入。 任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 4PID向?qū)У膽?yīng)用向?qū)У膽?yīng)用STEP 7-Micro/WIN提供了PID Wizard

25、(PID指令向?qū)?，可以幫助用戶方便地生成一個(gè)閉環(huán)控制過(guò)程的PID算法。用戶只要在向?qū)У闹笇?dǎo)下填寫相應(yīng)的參數(shù)，就可以方便快捷的完成PID運(yùn)算的自動(dòng)編程。用戶只要在應(yīng)用程序中調(diào)用PID向?qū)傻淖映绦?，就可以完成PID控制任務(wù)。向?qū)ё疃嘣试S配置8個(gè)PID回路。PID向?qū)Ъ瓤梢陨赡M量輸出的PID控制算法，也支持開關(guān)量輸出；既支持連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，也支持手動(dòng)參與控制，并能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾切換。除此之外，它還支持PID反作用調(diào)節(jié)。PID功能塊只接受0.01.0之間的實(shí)數(shù)作為反饋、給定與控制輸出的有效數(shù)值，如果是直接使用PID功能塊編程，必須保證數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之內(nèi)，否則會(huì)出錯(cuò)。其他如增益、采樣時(shí)間、

26、積分時(shí)間和微分時(shí)間都是實(shí)數(shù)。但PID向?qū)б呀?jīng)把外圍實(shí)際的物理量與PID功能塊需要的輸入輸出數(shù)據(jù)之間進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，不再需要用戶自己編程進(jìn)行輸入/輸出的轉(zhuǎn)換與標(biāo)準(zhǔn)化處理。任務(wù)二：任務(wù)二： PID控制及應(yīng)用控制及應(yīng)用 4PID向?qū)У膽?yīng)用向?qū)У膽?yīng)用點(diǎn)擊編程軟件指令樹中的“向?qū)ID”圖標(biāo)，或執(zhí)行菜單命令“工具”“指令向?qū)А?，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，設(shè)置PID回路的編號(hào)、設(shè)定值的范圍、增益、采樣周期、積分時(shí)間、微分時(shí)間、輸入/輸出量是單極性還是雙極性，以及它們的變化范圍。還可以設(shè)置是否使用報(bào)警功能，以及占用的V存儲(chǔ)區(qū)地址。完成了向?qū)У脑O(shè)置工作后，將會(huì)自動(dòng)生成子程序PIDx_INIT(x=07)和中斷程序PID_EXE。完成了向?qū)渲煤?，?huì)自動(dòng)生成一個(gè)PID向?qū)Х?hào)表，在這個(gè)符號(hào)表中可以找到P（比例）、I（積分）、D（微分）等參數(shù)的地址。利用這些參數(shù)地址用戶可以方便地在Micro/WIN中使用程序、狀態(tài)表或從HMI上修改PID參數(shù)值進(jìn)行編程調(diào)試。S7-200 CPU和Micro/WIN