理论教育 运用PID功能块实现PID控制的优化方法

运用PID功能块实现PID控制的优化方法

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,多数PLC也多有类似的PID指令、函数块、功能块、单元或回路控制单元。所以可不必使用前文所示的程序而直接调用这些指令、功能块、单元或回路控制单元进行PID控制,则更为方便。调用定时功能块,生成脉冲控制信号,以控制PID计算节奏。调用PID功能块,并初步设定控制参数。

运用PID功能块实现PID控制的优化方法

1.PID功能块

LM机不仅有微分、积分功能块,还有PID控制功能块。目前,多数PLC也多有类似的PID指令、函数块、功能块、单元或回路控制单元。所以可不必使用前文所示的程序而直接调用这些指令、功能块、单元或回路控制单元进行PID控制,则更为方便。

图3-81所示为LM机PID功能块梯形图符号。其有关参数说明见表3-16。该功能块对输入的数值进行比例、积分、微分控制。计算公式为

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图3-81 和利时LM机PID功能块

表3-16 PID功能块参数说明

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2.PID功能块调用

有了PID功能块,编写模拟量控制程序是比较简单的。在进行PLC系统配置后,其主要编程工作有:

调用模拟输入、输出功能块,激活这些模块的功能。

利用模拟量输入通道地址,采集模拟量值,并作必要的数值转换。

利用设定值与模拟量输入值计算偏差值。

调用定时功能块,生成脉冲控制信号,以控制PID计算节奏。

调用PID功能块,并初步设定控制参数。(www.daowen.com)

将PID控制输出作必要的数值转换,传送给模拟量输出通道。

在现场的实际程序调试中,最后整定PID参数。

因为现场的情况比较复杂,特别要牵涉到动力学问题,不好在此具体介绍。以下仅用正弦函数规律的偏差信号,进行PID控制为例,用PowerPro编程软件的视图,观察这个控制输出的变化。

这个程序的变量,声明如下:

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其梯形图程序如图3-82所示。图中节1为调用定时功能块,生成100ms的脉冲信号,以控制PID运算节奏。这个时间间隔是用好PID控制首先要处理好参数,是很关键的。节2位进行正弦偏差信号生成。节3为调用PID功能块。

图3-83所示是当误差(Er)按正弦规律变化时,PID功能块输出的情况,是使用PowerPro的视图监视的。从图3-83可知,误差如按正弦函数规律变化,如用PID控制,其控制输出是比例、积分、微分共同作用的结果。

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图3-82 PID功能块调用程序

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图3-83 执行PID功能块后的sinA及PIDO的图形显示

978-7-111-39745-8-Chapter04-153.jpgsinA误差Er按正弦函数变化;978-7-111-39745-8-Chapter04-154.jpgPID控制输出

注:本图只是示出变化趋势,横坐标为时间轴,坐标单位未标明。

在应用PID控制时,要处理好一些问题同以上其他PLC功能块类似,具体略。

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