项目五PLC特殊功能模块应用任务三PID指令应用.ppt
,江西工业职业技术学院 机电分院,任务三 PID指令应用,项目五 PLC特殊功能模块应用,1.掌握PID指令的基本应用 2.熟悉PLC的日常维护 3.应用PID指令进行控制 学时:3 习题:5.8 5.6,教学目的和要求,目 录一、任务导入和分析二、相关知识 PID指令三、任务实施四、知识拓展 PLC的日常维护,一、任务导入与分析,PLC,图5-18 温度检测和控制系统示意图,图5-18所示为用PLC构成温度的检测和控制系统示意图。通过电压加热电热丝产生温度，温度再通过温度变送器变送为电压。加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能，这就需用到脉冲。输入电压不同就能产生不一样的脉宽，输入电压越大，脉宽越宽，通电时间越长，热能越大，温度越高，输出电压就越高。,PID控制示意图如图5-19所示。通过PLC+AD+DA实现PID闭环控制，只要比例，积分，微分系数取得合适，系统就容易稳定，这些都可以通过PLC软件编程来实现。,图5-19 PID控制示意图,二、相关知识 PID指令,PID(比例-积分-微分)控制是一种自动控制方法，在过程控制领域中的闭环控制中得到了广泛应用。S7-200CPU提供了8个回路的PID功能，用以实现需要按照PID控制规律自动调节的控制任务，比如温度、压力、流量控制等等。PID功能一般需要模拟量输入，以反映被控制的物理量的实际值即反馈，而用户设定的调节目标值即为给定。PID运算的任务就是根据反馈与给定的相对差值，按照PID运算规律计算出结果，输出给执行机构进行调节，以达到自动维持被控制的量跟随给定值变化。,1.PID回路指令及算法,PID TBL，LOOP图5-20 PID指令,（1）PID回路指令 PID回路指令功能：用回路表中的输入信息和组态信息，进行PID运算。其中回路表的起始地址TBL为VB，回路号LOOP为07的常数。,（2）PID算法如果一个PID回路的输出M(t)是时间的函数，则：,以上各量都是连续量，第一项为比例，最后一项为微分，中间两项为积分。其中e是给定值与被控制变量之差，称为回路偏差。Kc叫回路增溢，M0 为回路输出的初始值。用数字计算机处理这个控制算式，必须将连续算式进行离散化，公式如下：Mn=Kc(SPn-PVn)+Kc*Ts/Ti*(SPn-PVn)+MX+Kc*Td/Ts*(PVn-1-PVn)公式中包含9个用来控制和监视PID运算的参数，在PID指令使用时构成回路表，回路表的格式如表5-4所示。,表5-4 PID回路表,2.PID回路类型选择,在大部分模拟量控制系统中，使用的PID回路控制类型并不是都包括比例、积分、微分。通过对常量参数的设置，可以关闭不需要的控制类型。关闭比例回路：将比例增溢Kc设置为0。关闭积分回路：将积分时间Ti设置为无穷大，此时只有积分初始值MX，其积分作用可以忽略。关闭微分回路：将微分时间Td设置为0。,为了用PLC控制PID回路，需要将实际测量输入量、设定值、回路表中的其它输入参数进行标准化处理，即用程序将它们转化为PLC能够识别和处理的数据，例如将从AI采集来的16位整数转化为0.01.0之间的标准化实数。标准化实数分为：双极性（围绕0.5上下变化）；单极性（在0.01.0之间变化）。程序执行时将各个标准化实数量用离散化PID算式进行处理，产生一个标准化的料数运算结果，这一结果也要用程序将其转化为相应的16位整数，然后周期性地将其传送到指定的AQ中，用以驱动模拟量的输出负载，最终实现控制。,3.数值转换及标准化,4.PID指令的控制方式,S7-200 PID回路没有设置控制方式，只要PID有效就可以执行PID运算。也就是说，PID运算存在一种“自动”运行方式。当PID运算不被执行时称为“手动”方式。当PID指令使能位检测到一个信号的正跳变时，PID指令将进行一系列运算，实现从手动方式到自动方式的转变。为了顺利转变为自动方式，在转换到自动方式之前，由手动方式所设定的输出值必须作为PID指令的输入写入回路表。PID指令对回路表内的数值进行下列运算，保证当检测到使能位出现正跳变时，从手动方式顺利换成自动方式。其应用详教材。置给定值SPn=过程变量PVn 置过程变量前值PVn-1=过程变量当前值PVn 置积分项前值MX=输出值(Mn),三、任务实施,编写温度检测和控制系统的程序,主程序网络1 LD SM0.1CALL SBR_0,子程序SBR_0网络1 LD SM0.0MOVR 1.0,VD104 MOVR 1.0,VD112 MOVR 0.1,VD116 MOVR 1.0,VD120,MOVR 0.0,VD124 MOVB 100,SMB34ATCH INT_0,10 ENI,中断程序INT_0 网络1/采样模拟量,并转换为双整数 LD SM0.0ITD AIW0,AC0/双整数转换为实数 DTR AC0,AC0/数值标准化,范围:0.01.0/R 32000.0,AC0/送回路表输入值单元 MOVR AC0,VD100/手动/自动切换开关/执行PID指令网络2LD I0.0 PID VB100,0,网络3/控制输出量LD SM0.0MOVR VD108,AC0/将控制量标准化*R 32000.0,AC0/实数转换为双整数ROUND AC0,AC0/双整数转换为整数DTI AC0,AC0/将数值写入模拟值输出 MOVW AC0,AQW0,图5-18 温度检测和控制系统程序,四、知识拓展 PLC的日常维护,1日常清洁与巡查2定期检查维护3PLC系统的设备更换（1）更换S7PLC的信号模板（2）更换S7PLC数字量输出模板的保险管（3）更换S7PLC的后备电池,
