6基與PLC的模擬量采集及閉環(huán)控制系統(tǒng)

1、第6章 PLC模擬量采集及閉環(huán)控制系統(tǒng)6.1 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)在自然界（生產(chǎn)過程）中，許多變化的信息如：溫度、壓力、流量、液位、產(chǎn)品的成分含量、電壓及電流等，都是連續(xù)變化的物理量。所謂連續(xù)，是指這些物理量在時(shí)間上、數(shù)值上都是連續(xù)變化的連續(xù)變化的，這種連續(xù)變化的物理量通常稱為模擬量。而計(jì)算機(jī)接收、處理和輸出的只能是離散的、二進(jìn)制表示的數(shù)字量。為此，在計(jì)算機(jī)控制和檢測(cè)系統(tǒng)中，需要檢測(cè)的自然界的模擬量必須首先轉(zhuǎn)換為數(shù)字量（稱為模-數(shù)轉(zhuǎn)換或A/D轉(zhuǎn)換），然后輸入給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。而計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量（控制信號(hào)），需要轉(zhuǎn)換為模擬量（稱為數(shù)-模轉(zhuǎn)換或D/A轉(zhuǎn)換），以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部執(zhí)行部件的控制。 模擬信號(hào)獲

2、取及變換世界已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確、可靠的信息，而傳感器是獲取信息的主要途徑與手段。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多物理量是可以連續(xù)變化的模擬量，如位移量、溫度、壓力、流量、液位、重量等，在PLC作為主控設(shè)備的系統(tǒng)中，如果需要獲取這些模擬量信息時(shí)，必須首先經(jīng)過傳感器將其物理量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電量（如電流、電壓、電阻），然后進(jìn)行信號(hào)處理、變換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)量。該標(biāo)準(zhǔn)量通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元（A/D），將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的二進(jìn)制碼表示的數(shù)字量后，PLC才能識(shí)別并進(jìn)行處理。模擬信號(hào)的獲取過程如圖6-1所示。數(shù)字量標(biāo)準(zhǔn)電量電量電量物理量變 送 器模/數(shù)轉(zhuǎn)換傳 感 器圖6-1 模擬信

3、號(hào)獲取過程1.傳感器能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號(hào)的器件或裝置稱為傳感器。傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。顧名思義，傳感器的功能是一感二傳，即感受被測(cè)信息，并傳送出去。傳感器一般應(yīng)由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路組成。在工業(yè)生產(chǎn)過程中常用傳感器有電阻應(yīng)變式傳感器、熱電阻傳感器、熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、壓力傳感器、渦輪流量傳感器等。（1）電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器可以將位移、形變、力、加速度等被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換式成與之對(duì)應(yīng)的電阻值。（2）熱電阻傳感器熱電阻傳感器利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)

4、合，這種傳感器比較適用。目前，較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)，用于測(cè)量-200+500范圍內(nèi)的溫度。經(jīng)常使用的熱電阻按其分度號(hào)有：PT100、PT1000、Cu50、Cu100。（3）熱電偶傳感器熱電偶傳感器利用兩種不同金屬導(dǎo)體其接點(diǎn)電勢(shì)隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度的。用于測(cè)量0+1800范圍內(nèi)的溫度。經(jīng)常使用的熱電偶分度號(hào)有：B、E、J、K、S型等。 （4）霍爾傳感器霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。壓力、流量、加速度等物理量常常需要先變換為位

5、移，然后通過霍爾式位移傳感器進(jìn)行測(cè)量?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。（5）光電傳感器光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。（6）渦輪流量傳感器渦輪流量傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的精密測(cè)量，與相應(yīng)的流量積算儀表配套可用于測(cè)量流量的顯示值和總量積算。2.變送器變送器的功能是將物理量或傳感器輸出的信息量，轉(zhuǎn)換為便于傳送、顯示和設(shè)備接收的直流電信號(hào)。變送器輸出的直流電信號(hào)有0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA

6、、4-20mA等。目前，工業(yè)上最廣泛采用的是用420mA標(biāo)準(zhǔn)直流電流來傳輸模擬量。變送器將物理量轉(zhuǎn)換成420mA電流輸出，必然要有外電源為其供電，其接線方式一般有二線制、三線制和四線制，如圖6-2所示。所謂四線制是指變送器需要兩根電源線，加上兩根電流輸出線；所謂二線制是指變送器需要的電源線和電流輸出線公用二根線。目前二線制傳感器在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)有。 四線制變送器 二線制變送器圖6-2變送器接線方式由圖6-2可以看出，兩線制變送器，其供電電源、輸出電流信號(hào)與負(fù)載（這里是電流表）是串聯(lián)在一個(gè)回路中，其主要優(yōu)點(diǎn)如下。1）二線制傳感器不易受熱電偶及傳輸電線電阻壓降和溫漂 的影響，尤

7、其在長(zhǎng)距離傳送時(shí)，可節(jié)省大量電纜線和安裝費(fèi)用。2）在電流源輸出電阻足夠大時(shí)，經(jīng)磁場(chǎng)耦合感應(yīng)到導(dǎo)線環(huán)路內(nèi) 的電壓不會(huì)產(chǎn)生顯著影響，因?yàn)楦蓴_源引起的電流極小，一般利用雙絞線加屏蔽就能大大降低干擾的影響。3）電容性干擾會(huì)導(dǎo)致接收器電阻有關(guān)誤差，對(duì)于420mA兩線制環(huán)路，接收器電阻通常為250（取樣Uout=15V）這個(gè)電阻小到不足以產(chǎn)生顯著誤 差，因此，可以允許的電線長(zhǎng)度比電壓遙測(cè)系統(tǒng)更長(zhǎng)更遠(yuǎn)。4）各個(gè)單臺(tái)示讀裝置或記錄裝置可以在電線長(zhǎng)度不等的不同通道間進(jìn)行換 接，不因電線長(zhǎng)度的不等而造成精度的差異，便于實(shí)現(xiàn)分散采集， 集中控制。5）傳感器輸出電流下限為4mA

8、（信號(hào)0），便于區(qū)別是信號(hào)0還是傳感器（0mA狀態(tài)）狀態(tài)。圖6-3所示為基于熱電偶傳感器的二線制變送器接線圖。在圖6-3中，被測(cè)溫度通過熱電偶傳感器將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的熱電勢(shì)（mv）輸入給熱電偶變送器，變送器采用二線制供電兼輸出接線方式，24VDC電源的正極與變送器的V+連接、負(fù)極通過負(fù)載（一般為250 W電阻）與變送器的V-連接，變送器電流輸出為與被測(cè)溫度成線性關(guān)系的420mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電流。該電流通過250 W電阻將其轉(zhuǎn)換為15V電壓，作為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量信號(hào)可以直接輸入給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理圖6-3 熱電偶變送器二線制接線方式 計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng) 所謂閉環(huán)控制，

9、是根據(jù)控制對(duì)象輸出參數(shù)的負(fù)反饋來進(jìn)行校正的一種控制方式。工業(yè)中常用的計(jì)算機(jī)閉環(huán) PID控制系統(tǒng)方框圖如圖6-4所示。一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)一般由以下基本單元組成。1）測(cè)量裝置。測(cè)量裝置由傳感器、變送器完成對(duì)系統(tǒng)輸出參數(shù)（被控物理量）的測(cè)量。2）控制器?？刂破饔煽刂圃O(shè)備或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出量與輸入量（給定值）比較后的控制算法運(yùn)算（如PID運(yùn)算）。3）執(zhí)行器。執(zhí)行器對(duì)控制器輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如調(diào)節(jié)閥或電動(dòng)機(jī)、或加熱器等）實(shí)現(xiàn)對(duì)被控參數(shù)（輸出量）的控制。4）對(duì)象。對(duì)象是需要控制的設(shè)備或生產(chǎn)過程。被控設(shè)備（對(duì)象）輸出的物理量（即被控參數(shù)或稱系統(tǒng)輸出參數(shù)），經(jīng)傳感器、變送器、 A/D轉(zhuǎn)換后反

10、饋到輸入端，與期望值（即給定值或稱系統(tǒng)輸入?yún)?shù)）進(jìn)行相減比較，當(dāng)二者產(chǎn)生偏差時(shí)，對(duì)該偏差進(jìn)行決策或PID運(yùn)算處理，其處理后的信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，控制執(zhí)行器進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使輸出參數(shù)按輸入給定的條件或規(guī)律變化。由于系統(tǒng)是閉和的，輸出量的變化經(jīng)變送器反饋到輸入端與輸入量進(jìn)行比較，由于反饋的輸出量與輸入量相位相反，所以也稱閉環(huán)控制負(fù)反饋系統(tǒng)。圖6-4 計(jì)算機(jī)閉環(huán) PID控制系統(tǒng)方框圖圖6-5為典型（多參數(shù)）計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其工作過程簡(jiǎn)述如下。 . . . . 模擬量 數(shù)字量模擬量 數(shù)字量. 被 控 對(duì) 象 傳感器 傳感器 執(zhí)行器 執(zhí)行器 多路采樣保持器 A/D 微 型 計(jì)

11、 算 機(jī) D/A 輸出掃描保持控制 開關(guān)量輸入輸出電路圖6-5 典型計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制應(yīng)用系統(tǒng)在測(cè)控系統(tǒng)中，被控對(duì)象中的各種非電量的模擬量（如溫度、壓力、流量等），必須經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成規(guī)定的電壓或電流信號(hào)，如把0500溫度轉(zhuǎn)換成420mA標(biāo)準(zhǔn)直流電流輸出等。在應(yīng)用程序的控制下，多路采樣開關(guān)分時(shí)地對(duì)多個(gè)模擬量進(jìn)行采樣、保持、并送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器將某時(shí)刻的模擬量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，然后該數(shù)字量輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)程序所實(shí)現(xiàn)的功能要求，對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理后，由輸出通道的D/A轉(zhuǎn)換器，將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)形式的控制信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量，該模擬量經(jīng)保持器控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

12、，對(duì)被控對(duì)象的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣周而復(fù)始，從而控制被調(diào)參數(shù)按照程序給定的規(guī)律變化。6.1.3 PID控制算法及應(yīng)用特點(diǎn)在模擬量作為被控參數(shù)的控制系統(tǒng)中，為了使被控參數(shù)按照一定的規(guī)律變化，需要在控制回路中設(shè)置比例（P）、積分（I）、微分（D）運(yùn)算及其運(yùn)算組和作為控制器輸出信號(hào)。S7-200設(shè)置了專用于PID運(yùn)算的回路表參數(shù)和PID回路指令，可以方便地實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算操作。1PID算法在一般情況下，控制系統(tǒng)主要針對(duì)被控參數(shù)PV（又稱過程變量）與期望值SP（又稱給定值）之間產(chǎn)生的偏差e進(jìn)行PID運(yùn)算。其數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式為：式中 M（t）：PID運(yùn)算的輸出，M是時(shí)間t的函數(shù)；e： 控制回路偏差，PID

13、運(yùn)算的輸入?yún)?shù)；Kp：比例運(yùn)算系數(shù)（增益）；Ki：積分運(yùn)算系數(shù)（增益）；Kd：微分運(yùn)算系數(shù)（增益）。使用計(jì)算機(jī)處理該表達(dá)式，必須將其由模擬量控制的函數(shù)通過周期性地采樣偏差e，使其函數(shù)各參數(shù)離散化，為了方便算法實(shí)現(xiàn)，離散化后的PID表達(dá)式可整理為：Mn=Kc en+Kc (Ts/Ti)en+MX+Kc(Td/Ts)(en-en-1)式中Mn：時(shí)間t=n時(shí)的回路輸出；en：時(shí)間t=n時(shí)采樣的回路偏差，即SPn與PVn之差；en-1：時(shí)間t=n-1時(shí)采樣的回路偏差，即SPn-1與PVn-1之差；Kc：回路總增益，比例運(yùn)算參數(shù)；Ts：采樣時(shí)間；Ti：積分時(shí)間，積分運(yùn)算參數(shù)；Td：微分時(shí)間，微分運(yùn)算參數(shù)

14、；比較以上兩式可以看出，Kc=Kp，Kc (Ts/Ti)=Ki，Kc(Td/Ts)=Kd，MX是所有積分項(xiàng)前值之和，每次計(jì)算出Kc (Ts/Ti)en后，將其值累計(jì)入MX中。由上式可以看出：Kc en為比例運(yùn)算項(xiàng)P；Kc (Ts/Ti)en為積分運(yùn)算項(xiàng)I（不含n時(shí)刻前積分值）；Kc(Td/Ts)(en-en-1)為微分運(yùn)算項(xiàng)D；比例回路增益Kp將影響Ki和Kd。在控制系統(tǒng)中，常使用的控制運(yùn)算為比例控制（P）：不需要積分和微分，可設(shè)置積分時(shí)間Ti=，使Ki=0；微分時(shí)間Td=0,使Kd=0。其輸出Mn=Kc en比例、積分控制（PI）：不需要微分，可設(shè)置微分時(shí)間Td=0，Kd=0。其輸出Mn=K

15、c en+ Kc (Ts/Ti)en；比例、積分、微分控制（PID）：可設(shè)置比例系數(shù)Kp、積分時(shí)間Ti、微分時(shí)間Td，其輸出Mn=Kc en+Kc (Ts/Ti)en+Kc(Td/Ts)(en-en-1)2. PID控制算法的應(yīng)用特點(diǎn)（1）比例控制（P）比例控制是控制系統(tǒng)最基本的控制方式，其控制器的輸出量與控制器輸入量（偏差）成比例關(guān)系，輸出量由比例系數(shù)Kp控制，比例系數(shù)越大，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差就會(huì)減少。但是比例系數(shù)過大，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。比例控制其特點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單、控制及時(shí)，但系統(tǒng)會(huì)存在穩(wěn)態(tài)偏差。（2）積分控制（I）積分控制是指控制器的輸出量與控制器輸入量（偏差）的

16、成積分關(guān)系，只要偏差不為零，積分輸出就會(huì)逐漸變化，一直要到偏差消失。系統(tǒng)偏差為0處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，積分部分不再變化而處于保持狀態(tài)。因此，積分控制可以消除偏差，提高控制精度。積分控制輸出量由積分時(shí)間常數(shù)Ti控制，Ti越小，積分控制作用就越強(qiáng)，消除偏差的速度就快，但增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。積分控制一般不單獨(dú)使用，通常和比例控制組成比例積分（PI）控制器，以實(shí)現(xiàn)消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差。（3）微分控制（D）微分控制是指控制器的輸出量與控制器輸入量（偏差）的成微分關(guān)系，或者說，只要系統(tǒng)有偏差的變化率，控制器輸出量就按期變化率的大小變化（而不管其偏差的大?。?，即使在偏差很小時(shí)，但其偏差的變化率存在，控制器輸出仍然會(huì)

17、產(chǎn)生較大的變化。微分控制反映了系統(tǒng)變化的趨勢(shì)，因此，微分控制具有超前控制作用，即把可能即將要產(chǎn)生的較大的偏差提前予測(cè)到而實(shí)現(xiàn)超前控制。微分控制輸出量由微分時(shí)間Td控制，微分時(shí)間常數(shù)越大，微分控制作用就越強(qiáng)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能得到改善。但如果微分時(shí)間常數(shù)過大，系統(tǒng)輸出量會(huì)出現(xiàn)小幅度振蕩，系統(tǒng)的不穩(wěn)定性增加。微分控制一般和比例、積分控制組成比例積分微分（PID）控制器。6.2 S7-200 PLC對(duì)模擬信號(hào)的處理 模擬量輸入輸出模塊在S7-200 CPU系列中，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬信號(hào)處理的僅有CPU224XP，內(nèi)置2輸入/1輸出模擬量端口。S7-200還配備了3種模擬量擴(kuò)展模塊，分別為EM231、EW232、

18、EW235，以滿足系統(tǒng)需要。為了方便工業(yè)生產(chǎn)過程已經(jīng)廣泛使用熱電偶、熱電阻傳感器對(duì)溫度的測(cè)量，S7-200還配備了EM231熱電偶擴(kuò)展模塊直接以熱電偶輸出的電勢(shì)作為輸入信號(hào)、EM231熱電阻輸入擴(kuò)展模塊提供了與多種熱電阻的連接口。S7-200提供的以上模擬量處理模塊的技術(shù)指標(biāo)在第2章中已作詳細(xì)介紹，讀者可以參閱。對(duì)模擬量控制模塊在使用時(shí)需要注意的一些問題說明如下。（1）S7-200中對(duì)模擬量輸入模塊中使用的A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量位數(shù)為12位，因此，CPU對(duì)模擬量數(shù)據(jù)設(shè)定為一個(gè)字長(zhǎng)（2個(gè)字節(jié)單元數(shù)字量16位，其最大數(shù)字量范圍65536），但能夠反映模擬量變化的最小單位（分辨率）是滿量程的1/212

19、。對(duì)于模擬量輸入模塊，單極性模擬信號(hào)全量程輸入所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出設(shè)定為032000，雙極性模擬信號(hào)全量程輸入所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出設(shè)定為-32000+32000。模擬輸入信號(hào)若為電壓，則輸入阻抗為10MW；模擬輸入信號(hào)若為電流，則輸入電阻為250W，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間<250s，模擬量階躍輸入的響應(yīng)時(shí)間為1.5ms。（2）S7-200中對(duì)模擬量輸出模塊中使用的的D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量位數(shù)為12位，輸出模擬量為電流020mA或電壓±10V，其對(duì)應(yīng)的數(shù)字量分別為032000或-32000+32000，其輸出穩(wěn)定時(shí)間分別為2ms或100s。在電流輸出時(shí)，其輸出回路負(fù)載電阻應(yīng)小于500W，電

20、壓輸出時(shí)其負(fù)載電阻應(yīng)大于5kW。（3）模擬量端口的地址 必須從偶數(shù)字節(jié)開。 對(duì)于模擬量輸入模塊，按模塊的先后順序地址順序后延。 輸入通道地址為: AIW0 、AIW2、AIW4；輸出通道地址為AQW0，AQW2、AQW4.。由于每個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊被 CPU分配至少占用兩個(gè)通道，在使用多個(gè)擴(kuò)展模塊時(shí)需要注意。例如，對(duì)于第一個(gè)模塊（EM235）只有一個(gè)輸出 ，但占用地址為AQW0和AQW2，因此，對(duì)應(yīng) 第二個(gè)模塊的模擬量輸出地址應(yīng)從AQW4開始尋址。 （4）一般情況下可以在系統(tǒng)塊中選用設(shè)置S7-200的模擬量濾波功能，

21、包括采樣數(shù)、死區(qū)電壓及需要濾波的模擬量輸入通道（如AIW0）。如果對(duì)某個(gè)通道選用了模擬量濾波，CPU將在每一程序掃描周期前自動(dòng)讀取模擬量輸入值，這個(gè)值是所設(shè)置的采樣數(shù)的平均值，用戶不必再另行編制濾波程序。如果實(shí)際模擬量采樣值超出平均值一個(gè)死區(qū)電壓以上，則平均值被實(shí)際值取代。死區(qū)電壓設(shè)為0，表示禁止死區(qū)功能，即所有的值都進(jìn)行平均值計(jì)算，不管該值有多大的變化。 對(duì)于快速響應(yīng)要求，不要把死區(qū)值設(shè)為0，而把它設(shè)為可預(yù)期的最大的擾動(dòng)值（320為滿量程32000的1）。模擬量的參數(shù)設(shè)置（采樣數(shù)及死區(qū)值）對(duì)所有模擬量信號(hào)輸入通道有效。（5）如果對(duì)某個(gè)通道不設(shè)置濾波功能，則CPU不會(huì)在程序掃描周期開始時(shí)讀取平

22、均濾波值，而只在用戶程序訪問此模擬量通道時(shí)，直接讀取當(dāng)時(shí)實(shí)際值。（6）為了提高模擬量輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，應(yīng)注意確保設(shè)備安裝正確、24 VDC傳感器電源無噪聲、環(huán)境無磁場(chǎng)干擾；傳感器使用屏蔽的雙絞線且線路盡可能短；未用通道應(yīng)短接；為確保輸入信號(hào)范圍在技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的共模電壓之內(nèi)，電源端子M應(yīng)與所有輸入通道A-、-等相連。在 S7-200模擬量擴(kuò)展模塊中，EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。其常用技術(shù)參數(shù)見表6-1。EM235模擬量輸入輸出模塊擴(kuò)展模塊接線如圖6-6所示。表1-1 EM235的常用技術(shù)參數(shù)：模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4輸入范圍電壓（單極

23、性）010V 05V 01V 0500mV 0100mV 050mV 電壓（雙極性）±10V ±5V ±2.5V ±1V ±500mV ±250mV ±100mV ±50mV ±25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式雙極性 全量程范圍-32000+32000單極性 全量程范圍032000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特性模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號(hào)范圍電壓輸出 ±10V電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式電壓-32000+32000電流032000分辨率電流電壓12位 電流11位在圖6-6中可以看出，擴(kuò)展模塊供電

24、電源電壓為24VDC（端口 L+為電源正極、M為電源負(fù)極），各通道接線如下。（1）輸入通道A。輸入通道A為電壓輸入信號(hào)，按正、負(fù)極直接接入端口A和A。（2）輸入通道B。輸入通道B未連接輸入信號(hào)，則通道要將B和B短接。（3）輸入通道C。輸入通道C為020Ma電流輸入信號(hào)，按其電流方向由端口C流入、C流出接線，將端口RC和C短接后接入電流輸入信號(hào)的“”端。（4）輸入通道D。輸入通道D為420mA電流輸入信號(hào)，按其電流方向由D流入、D流出接線，將RD和D短接后接入電流輸入信號(hào)的“”端，這里提供通道D電流輸入的顯然是二線制變送器的輸出電流。（5）輸出通道。輸出通道電流輸出范圍為020 mA，其負(fù)載電阻

25、接端口IO和M0；電壓輸出范圍為±10V ，其負(fù)載電阻接端口VO和M0。對(duì)于某一模塊，只能將輸入端同時(shí)設(shè)置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。 圖6-6 EM235模擬量擴(kuò)展模塊接線圖 模擬量/數(shù)字量與物理量的標(biāo)度變換由于傳感器檢測(cè)到的物理量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出（如420mA），該信號(hào)需要進(jìn)行A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換后輸入給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)輸出給外部設(shè)備需要經(jīng)過D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)（如010V）。這樣，對(duì)于不同的轉(zhuǎn)換信號(hào)，在模擬量、數(shù)字量、物理量之間存在著不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系。S7-200 CPU內(nèi)部用數(shù)字量表示外部的模擬量信號(hào)，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。因此，計(jì)算機(jī)必須對(duì)

26、模擬量/數(shù)字量之間進(jìn)行換算或標(biāo)度變換。例如，模擬量信號(hào)輸入信號(hào)為0 - 20mA，則在S7-200 CPU內(nèi)部，0 - 20mA對(duì)應(yīng)于數(shù)字量的范圍0 32000（十進(jìn)制表示，下同）；對(duì)于4 - 20mA的信號(hào)，由于線性關(guān)系，則對(duì)應(yīng)的內(nèi)部數(shù)字量應(yīng)為6400 - 32000。又如，有兩個(gè)壓力傳感器（含變送器），其輸入壓力量程都是0-10MPa，其中一個(gè)輸出信號(hào)是0-20mA，另一個(gè)輸出信號(hào)是4-20mA，在相同的輸入壓力下，其模擬量輸出電流大小不同，顯然，在S7-200內(nèi)部的數(shù)值表示也不同，兩者之間必然存在換算關(guān)系。模擬量輸出也存在類似情況。模擬量轉(zhuǎn)換的目的不僅僅是在S7-200 CPU中得到一個(gè)

27、0 - 32000之類的數(shù)值，對(duì)于編程和操作人員來說，得到具體的物理量數(shù)值（如壓力值、流量值），或者對(duì)應(yīng)物理量占量程的百分比數(shù)值，這是換算的最終目標(biāo)。注意，如果使用編程軟件Micro/WIN32中的PID Wizard（PID向?qū)В┥蒔ID功能子程序，就不必進(jìn)行0 - 20mA與4 - 20mA信號(hào)之間的換算，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置?，F(xiàn)設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)A是420mA（A0Am），A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)字量D為640032000（D0Dm），設(shè)模擬量的輸入電流信號(hào)是X（mA），A/D轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)字量為D，則函數(shù)關(guān)系A(chǔ)f(D)可以表示為數(shù)學(xué)方程如下。X=(D-D0)×(Am-A0)/(Dm-

28、D0)+A0根據(jù)該方程式，可以方便地得出函數(shù)關(guān)系Df(A)可以表示為數(shù)學(xué)方程如下。D=(A-A0)×(Dm-D0)/(Am-A0)+D0【例6-1】壓力傳感器（含變送器）量程為P=Pmax-Pmin=16-0=16 MPa，輸出信號(hào)是4 -20mA，模擬量輸入模塊設(shè)置為單極性輸入信號(hào)020mA，轉(zhuǎn)換為032000數(shù)字量。由線性關(guān)系得：0-16MPa（輸出信號(hào)是4 - 20mA）對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為640032000。1）假設(shè)數(shù)字量為 D=12800，則對(duì)應(yīng)的壓力值為多少？傳感器輸出電流：X=(12800-6400) (20-4)/(32000-6400)+4=8 mA傳感器輸入壓力：P=(

29、X-4)×(16-0)/(20-4)=4 MPa將X代如P：P =(D-D0)(Am-A0)/(Dm-D0)×(Pmax-Pmin)/(Am-A0) 假設(shè)該模擬量輸入模塊與AIW0對(duì)應(yīng)，則當(dāng)AIW0的值為12800時(shí)，相應(yīng)的模擬電信號(hào)8mA，相應(yīng)的壓力值為4 MPa，則用戶可以編程實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力P直接顯示。2）假設(shè)輸入壓力為8 MPa，則對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是多少？傳感器輸出電流： X=8/(16-0)/(20-4)+4=12 mA 數(shù) 字 量： D=(12-4)×(32000-6400)/(20-4)+6400=19200【例6-2】模擬量編程示例。采用CPU222PLC，

30、僅帶一個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊EM235，該模塊的第一個(gè)通道地址為AIW0，輸入端連接一塊溫度變送器，該變送器輸入量程Tmax-Tmin=100攝氏度，輸出電流為420mA。則溫度T與AIW0單元數(shù)字量D轉(zhuǎn)換關(guān)系為：T =(D-D0)(Am-A0)/(Dm-D0)×(Tmax-Tmin)/(Am-A0)=(AIW0-6400)(20-4)/(32000-6400)×(100-0)/(20-4)=(AIW0-6400)/256數(shù)字量轉(zhuǎn)換為溫度值梯形圖程序如圖6-7所示。圖6-7 數(shù)字量轉(zhuǎn)換為溫度值梯形圖程序編譯并運(yùn)行程序，觀察程序狀態(tài)，VW30即為實(shí)際溫度值。6.3 PID操作指令S

31、7-200設(shè)置了專用于PID運(yùn)算的回路表參數(shù)和PID回路指令，可以方便地實(shí)現(xiàn)閉環(huán)PID控制系統(tǒng)。6.3.1 PID回路輸入轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)1. PID回路S7-200為用戶提供了8條PID控制回路，回路號(hào)為07，即可以使用8條PID指令實(shí)現(xiàn)8個(gè)回路的PID運(yùn)算。2. 回路輸入轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)每個(gè)PID回路有兩個(gè)輸入量，給定值（SP）和過程變量（PV）。一般控制系統(tǒng)中，給定值通常是一個(gè)固定的值。由于給定值和過程變量都是現(xiàn)實(shí)世界的某一物理量值，其大小、范圍和工程單位都可能有差別，所以，在PID指令對(duì)這些物理量進(jìn)行運(yùn)算之前，必須對(duì)它們及其它輸入量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即通過程序?qū)⑺鼈冝D(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的浮點(diǎn)型表達(dá)

32、形式。其過程如下：1）首先將PLC讀取的輸入?yún)?shù)（16位整數(shù)值）轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)型實(shí)數(shù)值，其實(shí)現(xiàn)方法可通過下列指令序列實(shí)現(xiàn)：ITD AIW0，AC0 /將輸入值轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)。DTR AC0， AC0 /將32位雙整數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)。2）然后將實(shí)數(shù)值表達(dá)形式轉(zhuǎn)換成0.01.0之間的標(biāo)準(zhǔn)化值，可采用下列公式實(shí)現(xiàn)： RNorm=(RRaw/Span)+Offset式中，RNorm 為經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)值；RRaw 為沒有標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值或原值；RNorm變化范圍在0.01.0時(shí)Offset為0.0（單極性）；RNorm在 0.5上下變化時(shí)Offset為0.5（雙極性）； Span為值域大小，即可能的最大值減

33、去可能的最小值；單極性典型值為32,000，雙極性典型值為64,000。把雙極性實(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化為0.01.0之間的實(shí)數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法可通過下列指令序列實(shí)現(xiàn)：/R 64000.0, AC0/累加器中的標(biāo)準(zhǔn)化值+R 0.5, AC0 /加上偏置，使其在0.01.0之間MOVR AC0, VD100 /標(biāo)準(zhǔn)化的值存入回路表上述指令/R、+R功能參看附錄B。6.3.2 回路輸出值轉(zhuǎn)換成標(biāo)定數(shù)據(jù)PID回路輸出值一般是用來控制系統(tǒng)的外部執(zhí)行部件（如電爐絲加熱、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等），由于執(zhí)行部件PID回路輸出的是0.01.0之間標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值，對(duì)于模擬量控制的執(zhí)行部件，回路輸出在驅(qū)動(dòng)模擬執(zhí)行部件之前，必須將標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值

34、轉(zhuǎn)換成一個(gè)16位的標(biāo)定整數(shù)值，這一轉(zhuǎn)換，是上述標(biāo)準(zhǔn)化處理的逆過程。轉(zhuǎn)換過程如下：1）首先將回路輸出轉(zhuǎn)換成一個(gè)標(biāo)定的實(shí)數(shù)值，公式為Rscal= (Mn-Offset)*Span式中，Rscal為回路輸出按工程標(biāo)定的實(shí)數(shù)值；Mn為回路輸出的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值；Offset為0.0（單極性）或0.5（雙極性）；Span為值域大小，單極性典型值為32,000，雙極性典型值為64,000。實(shí)現(xiàn)這一過程的指令序列如下。MOVR VD108, AC0 /把回路輸出值移入累加器（PID回路表首地址為VB100）R 0.5, AC0/僅雙極性有此句.*R 64000.0, AC0 /在累加器中得到標(biāo)定值.上述指令/R

35、、*R功能參看附錄。2）然后把回路輸出標(biāo)定實(shí)數(shù)值轉(zhuǎn)換成16位整數(shù)，可通過下面的指令序列來完成。ROUND AC0，AC0 /把AC0中的實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為32位整數(shù).DTI AC0, LW0 /把32位整數(shù)轉(zhuǎn)換為16位整數(shù).MOVW LW0，AQW0 /把16位整數(shù)寫入模擬輸出寄存器.6.3.3 正作用和反作用回路在控制系統(tǒng)中，PID回路只是整個(gè)控制系統(tǒng)中的一個(gè)（調(diào)節(jié)）環(huán)節(jié)，在確定系統(tǒng)其它環(huán)節(jié)的正反作用（如執(zhí)行部件為調(diào)節(jié)閥時(shí)，根據(jù)需要可為有信號(hào)開閥或有信號(hào)關(guān)閥）后，為了保證整個(gè)系統(tǒng)為一個(gè)負(fù)反饋的閉合系統(tǒng)，必須正確選擇PID回路控制信號(hào)的正、反作用。如果正、反作用選擇錯(cuò)誤，則系統(tǒng)可能成為正反饋，系統(tǒng)不僅

36、起不到對(duì)被控參數(shù)的調(diào)節(jié)作用，而且被控參數(shù)是發(fā)散的。如果PID回路增益為正，則該回路為正作用回路；如果PID回路增益為負(fù)，則該回路為反作用回路；對(duì)于增益值為0.0的I或D控制，如果設(shè)定積分時(shí)間、微分時(shí)間為正，就是正作用回路；如果設(shè)定其為負(fù)值，就是反作用回路。6.3.4 回路輸出變量范圍、控制方式及特殊操作1. 過程變量及范圍過程變量和給定值是PID運(yùn)算的輸入值，因此回路表中的這些變量只能被PID指令讀而不能被改寫，而輸出變量是由PID運(yùn)算產(chǎn)生的，所以在每一次PID運(yùn)算完成之后，需更新回路表中的輸出值，輸出值被限定在0.01.0之間。當(dāng)輸出由手動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)控制時(shí)，回路表中的輸出值可以用來初始化輸出

37、值。如果使用積分控制，積分項(xiàng)前值要根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果更新。這個(gè)更新了的值用作下一次PID運(yùn)算的輸入，當(dāng)計(jì)算輸出值超過范圍（大于1.0或小于0.0），那么積分項(xiàng)前值必須根據(jù)下列公式進(jìn)行調(diào)整：當(dāng)輸出Mn>1.0時(shí)， MX=1.0-(MPn+MDn) 當(dāng)輸出Mn<0.0時(shí)， MX=-(MPn+MDn)式中，MX為積分前項(xiàng)值；MPn為第n采樣時(shí)刻的比例項(xiàng)值；MDn為第n個(gè)采樣時(shí)刻的微分項(xiàng)值；Mn為第n采樣時(shí)刻的輸出值。這樣調(diào)整積分前項(xiàng)值，一旦輸出回到范圍后，可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)性能。而且積分前項(xiàng)值限制在0.00.1之間，在每次PID運(yùn)算結(jié)束時(shí)，把積分前項(xiàng)值寫入回路表，以備在下次PID運(yùn)算中使

38、用。在實(shí)際運(yùn)用中，用戶可以在執(zhí)行PID指令以前修改回路表中積分項(xiàng)前值，以求對(duì)控制系統(tǒng)的擾動(dòng)影響最小。手工調(diào)整積分項(xiàng)前值時(shí)，應(yīng)保證寫入的值在0.01.0之間?；芈繁碇械慕o定值與過程變量的差值（e）主要用于PID運(yùn)算中的差分運(yùn)算，用戶最好不要去修改此值。2. 控制方式S7-200的PID回路沒有設(shè)置控制方式，只有當(dāng)PID盒接通時(shí)，才執(zhí)行PID運(yùn)算。在這種意義上說，PID運(yùn)算存在一種“自動(dòng)“運(yùn)行方式。當(dāng)PID運(yùn)算不被執(zhí)行時(shí)，稱之為“手動(dòng)”模式。同計(jì)數(shù)器指令相似，PID指令有一個(gè)使能位，當(dāng)該使能位檢測(cè)到一個(gè)信號(hào)的正跳變（從0到1），PID指令執(zhí)行一系列的動(dòng)作，使PID指令從手動(dòng)方式無擾動(dòng)地切換到自動(dòng)方

39、式。為了達(dá)到無擾動(dòng)切換，在轉(zhuǎn)變到自動(dòng)控制前，必須把手動(dòng)方式下的輸出值填入回路表中的輸出欄中。PID指令對(duì)回路表中的值進(jìn)行下列動(dòng)作，以保證當(dāng)使能位正跳變出現(xiàn)時(shí)，從手動(dòng)方式無擾動(dòng)切換到自動(dòng)方式： 置給定值（SPn ）=過程變量（PVn ）置過程變量前值（PVn-1 ）=過程變量現(xiàn)值（PVn-1 ）置積分項(xiàng)前值（MX）=輸出值（Mn ）3. 特殊操作特殊操作是指故障報(bào)警、回路變量的特殊計(jì)算、跟蹤檢測(cè)等操作。雖然PID運(yùn)算指令簡(jiǎn)單、方便且功能強(qiáng)大，但對(duì)于一些特殊操作，則須使用S7-200支持的基本指令來實(shí)現(xiàn)。6.3.5 PID回路表 回路表用來存放控制和監(jiān)視PID運(yùn)算的參數(shù)，每個(gè)PID控制回路都有一個(gè)

40、確定起始地址（TBL）的回路表。每個(gè)回路表長(zhǎng)度為80字節(jié)，035字節(jié)（3679字節(jié)保留給自整定變量）用于填寫PID運(yùn)算公式的9個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)分別是過程變量當(dāng)前值（PVn），過程變量前值（PVn-1），給定值（SPn），輸出值（Mn），增益（Kc），采樣時(shí)間（Ts），積分時(shí)間（TI），微分時(shí)間（TD）和積分項(xiàng)前值（MX），其回路表格式見表6-2。表6-2 PID回路表 地址參數(shù)（域）數(shù)據(jù)格式類型數(shù)據(jù)說明表起始地址+0過程變量（PVn） 實(shí)數(shù)IN在0.01.0之間表起始地址+ 4設(shè)定值（SPn） 實(shí)數(shù)IN在0.01.0之間表起始地址+ 8輸出（Mn） 實(shí)數(shù)IN/OUT在0.01.0之間表起始地址

41、+12增益（Kc） 實(shí)數(shù)IN比例常數(shù)可大于0或小于0表起始地址+16采樣時(shí)間（Ts） 實(shí)數(shù)IN單位：秒（正數(shù)）表起始地址+20積分時(shí)間（Ti） 實(shí)數(shù)IN單位：分鐘（正數(shù)）表起始地址+24微分時(shí)間（Td） 實(shí)數(shù)IN單位：分鐘（正數(shù)）表起始地址+28積分前項(xiàng)（MX） 實(shí)數(shù)IN/OUT在0.01.0之間表起始地址+32過程變量前值（PVn-1) 實(shí)數(shù)IN/OUT上一次執(zhí)行PID指令時(shí)的過程變量 注：表中偏移地址是指相對(duì)于回路表的起始地址的偏移量注意：PID的8個(gè)回路都應(yīng)有對(duì)應(yīng)的回路表，可以通過數(shù)據(jù)傳送指令完成對(duì)回路表的操作。6.3.6 PID回路指令PID運(yùn)算通過PID回路指令來實(shí)現(xiàn)，其指令格式如圖

42、6-8所示。ENOPIDTBL, LOOPSTL指令LAD指令ENTBLLOOPPID圖6-8 PID回路指令的指令格式其中，EN為啟動(dòng)PID指令輸入信號(hào)；TBL為PID回路表的起始地址（由變量存儲(chǔ)器VB指定字節(jié)性數(shù)據(jù)）；LOOP為PID控制回路號(hào)（07）。在輸入有效時(shí)，根據(jù)回路表（TBL）中的輸入配置信息，對(duì)相應(yīng)的LOOP回路執(zhí)行PID回路計(jì)算，其結(jié)果經(jīng)回路表指定的輸出域輸出。在使用PID回路指令時(shí)，應(yīng)注意1）在使用該指令前，必須建立回路表，因?yàn)樵撝噶钍且曰芈繁鞹BL提供的過程變量、設(shè)定值、增益、積分時(shí)間、微分時(shí)間、輸出等進(jìn)行運(yùn)算的。2）PID指令不檢查回路表中的一些輸入值，必須保證過程變量

43、和設(shè)定值在0.0到1.0之間。3）該指令必須使用在以定時(shí)產(chǎn)生的中斷程序中。4）如果指令指定的回路表起始地址或PID回路號(hào)操作數(shù)超出范圍，則在編譯期間，CPU將產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤（范圍錯(cuò)誤），從而編譯失?。蝗绻鸓ID算術(shù)運(yùn)算發(fā)生錯(cuò)誤，則特殊存儲(chǔ)器標(biāo)志位SM1.1置1，并且中止PID指令的執(zhí)行。在下一次執(zhí)行PID運(yùn)算之前，應(yīng)改變引起算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)誤的輸入值。6.3.7 PID編程步驟及應(yīng)用綜和前面幾節(jié)所述，下面結(jié)合某一水箱的水位控制來說明PID控制程序編寫步驟。水箱控制要求如下。1）被控參數(shù)（過程變量）：水箱水位，通過液位變送器產(chǎn)生與水位下限上限線性對(duì)應(yīng)的單極性模擬量。2）設(shè)定值：滿水箱水位液位的%60=0

44、.6。3）調(diào)節(jié)參數(shù)：通過控制水箱進(jìn)水調(diào)節(jié)閥門的開度調(diào)節(jié)水位，回路輸出單極性模擬量控制調(diào)節(jié)閥開度（%0%100）。4）要求水位維持在設(shè)定值，在水位發(fā)生變化時(shí)，快速消除余差。根據(jù)以上要求，控制系統(tǒng)宜采用PI或PID控制回路，設(shè)正回路可構(gòu)成控制系統(tǒng)為閉合負(fù)反饋系統(tǒng)，依據(jù)工程設(shè)備特點(diǎn)及經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，初步設(shè)置PID回路參數(shù)為增益：Kc=0.5積分時(shí)間：Ti=35min微分時(shí)間：Td=20min采樣時(shí)間：Ts=0.2s（采用定時(shí)中斷周期為200ms實(shí)現(xiàn)）PID回路參數(shù)主要是設(shè)置增益Kc、積分時(shí)間Ti、微分時(shí)間Td, PID回路參數(shù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用，由 PID調(diào)節(jié)輸出的數(shù)學(xué)表達(dá)式可知增益Kc增大、積分

45、時(shí)間Ti減小、微分時(shí)間Td增加，其輸出量增加，調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，對(duì)被調(diào)參數(shù)變化的影響就大，但系統(tǒng)的不穩(wěn)定性就會(huì)增加，影響被調(diào)參數(shù)的調(diào)節(jié)質(zhì)量。在實(shí)際工程中，要根據(jù)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性及系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)被調(diào)參數(shù)變化情況對(duì)PID回路參數(shù)進(jìn)行不斷調(diào)整，直至系統(tǒng)達(dá)到予定的工作狀態(tài)，這一過程稱為 PID參數(shù)工程整定。在實(shí)際工程中，系統(tǒng)的輸入信號(hào)（如量程、零點(diǎn)遷移、A/D轉(zhuǎn)換等）、輸出信號(hào)（如D/A轉(zhuǎn)換、負(fù)載所需物理量等）及PID參數(shù)整定等工程問題都要綜和考慮及處理。讀者應(yīng)參考相關(guān)技術(shù)資料作相應(yīng)處理。下面僅給出PID控制回路的編程步驟及程序。1）首先指定內(nèi)存變量區(qū)回路表的首地址（設(shè)為VB200）。2）根據(jù)表5-11格式

46、及地址，設(shè)定值SPn寫入VD204（雙字，下同）、增益Kc寫入VD212、采樣時(shí)間Ts寫入VD216、積分時(shí)間Ti寫入VD220、微分時(shí)間Td寫入VD224、PID輸出值由VD208輸出。3）設(shè)置定時(shí)中斷初始化程序，PID指令必須使用在定時(shí)中斷程序中（中斷事件號(hào)為9或10）。4）讀取過程變量模擬量AIW2，并進(jìn)行回路輸入轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化處理后寫入回路表首VD200。5）執(zhí)行PID回路運(yùn)算指令。6）對(duì)PID回路運(yùn)算的輸出結(jié)果VD208進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后送入模擬量輸出AQW2，作為控制調(diào)節(jié)閥的信號(hào)。在實(shí)際工程中，還要設(shè)置參數(shù)報(bào)警、手動(dòng)自動(dòng)無擾動(dòng)切換等。PID回路表和定時(shí)0中斷初始化程序如圖6-9所示；PI

47、D運(yùn)算中斷處理程序圖6-10所示。SM0.0ENINENOMOV_RENINTENOATCHVD204SBR_1ENOUTENINENOMOV_RVD212OUTENINENOMOV_RVD216OUTENINENOMOV_RVD220OUTENINENOMOV_RENINENO MOV_BVD224OUT網(wǎng)絡(luò)1SM0.10.60.50.235.020OUT SBR_1 PID回路表、定時(shí)中斷0初始化子程序200SMB34EVENTINT-010ENILD SM0.1CALL SBR_1 /調(diào)用子程序SBR_1主程序LD SM0.0 /子程序SBR_1/PID回路表初始化MOVR 0.6, VD204 / 輸入設(shè)定值MOVR 0.5, VD212 /設(shè)置增益MOVR 0.2, VD216/設(shè)置采樣時(shí)間MOVR 35.0, VD220/設(shè)置積分時(shí)間MOVR 20.0, VD224/設(shè)置微分時(shí)間MOVB 200, SMB34 /定時(shí)中斷初始化 /設(shè)置時(shí)基0，200ms