1.回路输入的转换和标准化

每个PID回路有两个输入量，分别为给定值（SP）和过程变量（PV）。给定值通常是一个固定的值。过程变量与PID回路输出有关，可以衡量输出对控制系统作用的大小。

给定值和过程变量都是实际数值，其大小、范围和单位可能不同。在PLC进行PID控制之前，必须将其转换成标准化浮点表示法。步骤如下：

1）将实际数值从16位整数转换成32位浮点型实数。

下面的指令序列提供了实现这种转换的方法。

2）将实数转换成0.0至1.0之间的标准化数值。

下面的算式可以用于标准化给定值或过程变量值

R_Norm=（R_Raw/S_pan）+Off_set （7-8）

式中 R_Norm为标准化的实数值；R_Raw为没有标准化的实数值或原值；Off_set为偏移量，单极性为0.0，双极性为0.5；S_pan为值域大小，可能的最大值减去可能的最小值，单一极性为32000（典型值），双极性为64000（典型值）。

下面的指令把双极性实数标准化为0.0～1.0之间的实数。

如将上述AC0中的双极数值（值域为64000）标准化，通常用在第一步转换之后用下面的指令序列完成。

2.将PID回路输出转换为成比例的整数值

程序执行后，PID回路输出0.0和1.0之间的标准化实数值，必须转换成16位成比例的整数值，才能驱动模拟输出。

这一过程是给定值或过程变量标准化转换的逆过程，第一步是使用下面给出的公式，将回路输出转换成一个标定的实数值。

R_Scal=（M_n-Off_set）S_pan （7-9）

式中 R_Scal为回路输出的刻度实数值；M_n为回路输出的标准化实数值；Off_set为偏移量，单极性为0.0，双极性为0.5；S_pan为值域大小，可能的最大值减去可能的最小值，单一极性为32000（典型值），双极性为64000（典型值）。

这一过程可以用下面的指令序列完成。

下一步是把回路输出的刻度实数值转换成16位整数值，可通过下面的指令序列来完成。

3.PID指令的使用步骤

1）建立PID回路表。(www.daowen.com)

2）对输入采样数据进行归一化处理。

3）对PID输出数据进行工程量转换。

4.应用示例

【例7-6】恒压供水水箱水位的控制。

（1）控制任务

某恒压供水水箱，通过变频器驱动的水泵供水，维持水位在满水位的70%。过程变量PV_n为水箱的水位（由水位检测计提供），设定值为70%，PID输出控制变频器，即控制水箱注水调速电动机的转速。要求开机后，先手动控制电动机，水位上升到70%时，转换到PID自动调节。

（2）PID控制参数表

恒压供水PID控制参数表见表7-16。

（3）程序设计

1）I/O分配

手动/自动切换开关I0.0 模拟量输入AIW0

模拟量输出AQW0

2）程序结构控制程序由主程序、子程序和中断程序构成。主程序用来调用初始化子程序，子程序用来建立PID回路初始参数表和设置中断，由于是定时采样，所以采用定时中断（中断事件号为10），设置周期时间和采样时间相同（0.1s），并写入SMB34。中断程序用于执行PID运算，I0.0=1时，执行PID运算，本例标准化时采用单极性（取值范围32000）。

表7-16 恒压供水PID控制参数表

程序梯形图：主程序如图7-14、子程序如图7-15、中断程序如图7-16所示。

图7-14 水箱水位控制主程序

图7-15 水箱水位控制子程序

图7-16 水箱水位控制中断程序