plc模拟量控制工作原理

文章出处：未知浏览次数：发表时间：2018-07-06

每个PID控制回路有两个输入量，即给定量和过程变量，在实际控制问题中，它们的取值范围和测量单位可能不一致，因此，在进行PID运算前，必须将工程实际值标准化，即转换为无量钢相对值格式。在对模拟量进行PID运算后，对输出生产的控制作用是在[0.0～1]范围的标准化值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成工程实际值。

    一、对于一个单极性的输入模拟量的转换及标准化程序如下：
    XORD，ACO，ACO //ACO清0

    MOVW，AIWO，ACO //将模拟输入量送入ACO。

    LDW＞=ACO，O //如果ACO为正。

    IMP

    NOT

    ORD16#FFFF0000，ACO //ACO中的符号处理

    LBLACO，ACO //将32位整数转换为实数

    /R320000，ACO //标准化ACO

    MOVRACO，VD100 //将标准化值存入PID参数表TBL中

    三个基本参数Kp,Ki,Kd在实际控制中的作用

    比例调节的作用：是按比例反映系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。比例作用大可以加快调节，减少误差，但过大的比例，会使系统稳定性下降，甚至造成不稳定。

    积分调节作用：是系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，甚至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。Ti越小积分作用越强，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢，必须分D和P规律结合，组成PI和PID。

    微分调节作用，微分作用反映系统偏差信号的变化率。具有预见性，能预见偏差变化的趋势。因此产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，以被微分调节作用消除。因此可以改变系统的动态性能，减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节对系统抗干扰不利。微分作用不能单独使用，必须组成PD或PID控制器。

    二．输出模拟量转换为工程实际值

    在对模拟量进行PID运算后，对输出产生的控制作用是在[0.0--1]范围的标准值，为了能够驱动实际的驱动装置必须将其转换成实际值

    （1）将标准化值转换为按工程量标定的工程实际值的实数模式

    Rscal=(Mn-Offset)*Span

    Rscal---按工程标的过程变量的实数模式

    Mn------过程变量的标准化值

    Span----最大允许值减去最小允许值。一般取32000（单极性）或64000（双极性）

    Offset—取0（单极性）或0.5（双极性）

    （2）将已标定的工程实际值的实数模式能转换为16位整数模式。

    输入模拟量的转换方式为：

    Rnom=Rrav/Span+offset

    下面的程序段为PID控制回路输出转换为按工程量标定的整数值

    MOVRVD108，ACO //将输出结果存放ACO

    -R0.5，ACO //对于双级性的场合（单级性无此条语句）

    XR64000.0ACO //将ACO中的值按工程量标定。

    TRUNCACOACO //将实数转换为32位整数。

    MOVWACOAQWO //将16位整数值输出模拟量摸板。

    三、PID指令的控制方式。

    在S7-200中PID指令没有考虑手动/自动控制的切换方法。所谓自动方式是指，只要PID功能框的允许输入EN有效时，将周期性的执行PID运算指令。而手动方式是指PID功能框的允许输入EN无效时，不执行PID运算指令。

    在程序运行过程中，如果PID指令的EN输入有效，即进行手动/自动

    控制切换。为了保证在切换过程中无扰动无冲击，在手动控制过程中，就要将社定的输出值作为PID指令的一个输入（作为Mn参数写到参数表中）使PID指令根据参数表的值进行下列操作。

    （1）使SPn（社定值）=PVn（过程值）

    （2）使PVn-1(前一次过程变量)=PVn

    （1）使Mx（积分和）=Mn（输出值）

    一旦EN输出有效（从0到1的跳变），就从手动方式无扰切换到自动方式。

    四、PID回路控制指令

    PID指令的功能是进行PID运算

    TBL——参数表的首地址由变量寄存器VB指定的字节型数据。

    LOOP——是回路号，是0——7的常数

    指令格式；PIDTBLLOOP

    在S7—200的应用程序中，最多可以使用8条PID指令，即在一个应用程序中，最多可以用8个PID控制回路，一个PID控制回路只能用1条PID指令，没个PID控制回路必须使不同的回路号。

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