歐姆龍PLC PID於PIDAT指令介紹

歐姆龍PLC PID於PIDAT指令介紹
1. PID指令/PID自動整定控製指令PID(190)/PIDA(191)
PID是由比例運算 (P)、積分運算(I)和微分運算(D)共同組合作用的簡稱。其中，比例作用是建立在設定值（SV）上的比例帶操作，在此帶內控製變量（MV）與偏差成正比，提供一個無振蕩的平滑控製過程；積分作用是指對階躍偏差的自動校正過程；比例作用和積分作用都通過控製結果進行校正，因此不可避免會產生響應滯後。微分作用彌補了這一缺陷，通過操作變量與偏差形成的斜坡（微分係數）成比例來進行控製，可加速對幹擾的響應。
（1）PID控製指令PID(190)
PID(190)指令的梯形圖如圖3-72所示。圖中，S為輸入字（即輸入PV值）；D為輸出字（即控製變量輸出MV值），S和D均為16位無符號的二進製數（0～FFFFH）或十進製數（0～65535）；C為參數字，具有2個自由度PID控製的參數C共有39個字，其中C～C+8的9個字由用戶來設置，C+9～C+38的30個字為指令工作區，用戶不能占用。
該指令根據C中設定的參數實現PID控製。當執行條件為ON時，PID(190)按照C中設置的參數(設定值，PID常量等)在兩個自由度上對目標值執行PID控製，從輸入字S的內容中得到指定輸入的數據，並根據設定參數執行PID計算，並將計算結果以操作變量的形式存入輸出字D中。

PID指令的應用關鍵是用戶要設置好PID的9個控製字。其中，C字為設定值（SV）。
C+1字用於設置比例帶，由用戶在整定時確定，取值範圍為0001～270FH（或十進製數1～9999）。
C+2字用於積分時間設置，由用戶在整定時確定，取值範圍為0001～1FFFH（或十進製數1～8189）。
C+3字用於微分時間設置，由用戶在整定時確定，取值範圍為0000～270FH（或十進製數0～9999）。
C+4字用於采用周期設置，由用戶在編程時確定，取值範圍為0000～270FH（或十進製數0～9999），單位為0.s。
C+5字用於設置4個參數，00位用於設定比例的作用方向，為0時正向，為1時，反向；01位用於修改PID參數的設定，為0時PID參數隻在執行條件的上升沿時修改，即PID在執行過程中不能修改，為1時PID參數字指令開始執行時修改；03位用於控製輸出變量設定，由用戶在編程時確定，為0輸出0%，為1輸出50%；04～15位用於濾波係數設定，由用戶在整定時確定，取值隻能是二進製數，範圍為100～163H；2位不用。
（舉例說明：00位說明，輸入值小於設定值時，為反向及為1；輸入值大於設定值為正向及為0。 03位隻有P 調解時使用。）
C+6字也是有4個參數設置，00～03位用於設定輸出數據的位數，0是8位，1是9位，依次類推，8是16位（最多），04～07位為積分和微分單位設定，1是采樣周期倍數，9是單位時間為100ms；08～11位是輸入數據位數設定，0～8對應8到16位數據；12位用於對輸出控製變量是否要加限位，為0無限位，為1有限位；13～15位不用。、
（舉例說明：現有模擬模塊型號為CPM1A-MAD02-CH 輸入、輸出分辨率為8位，及輸入輸出為8位，具體見“CPM1A-MAD02-CH”手冊，因此00-03位為0,08-11位為0。）
C+7用於輸出變量的下限設定，當C+6的12位設定為1時該字的設定才有效，設定範圍為0000～FFFFH。
C+8用於輸出變量的上限設定，當C+6的12位設定為1時該字的設定才有效，設定範圍為0000～FFFFH。
對於缺乏實際編程經驗的用戶來講，使用PID來進行參數整定很繁複。因此，若使用PIDAT自整定控製指令，將給用戶的使用提供簡便方法。
（2）PID自整定控製指令PIDAT(191)
PIDAT(191)指令的梯形圖如圖3-73所示，它與PID(190)梯形圖的含義大致相同，不同的是PLC可根據需要自動計算P、I、D參數，並實現PID控製。S為輸入字，D為輸出字，C為參數字。參數C的設置含義從C～C+40，其中C～C+10的11個字需要用戶設置，其餘C+11～C+40的30個字為指令工作區，用戶不可占用。

對於PIDAT(191)指令參數區中用戶需要設置的11個字，前9個字C～C+8的設置和上述PID(190)指令的設置相同，隻是PID參數（即 C+1～C+3）可以不設而由自整定功能自動設置。（區別）因此，下麵簡要介紹C+9字～C+10字的參數設定。
C+9為自整定參數設定。其中，00～11位為自動計算增益，取值範圍為001～3E8H或十進製數1～100，單位是0.01。因此，自整定增益範圍為0.01～10.00，默認值為000H，對應增益為1.00。15位為自整定命令，當15位的狀態由OFF變為ON（上升沿）時，開始執行自整定操作；當15位的狀態由ON變為OFF（下降沿）時，則停止自整定操作。12～14位不用。C+10為限製周期遲滯。（這是PID和PIDAT的主要區別之一）
在每一個周期自動檢查C+9命令(15)位的狀態。當該位為上升沿時，PIDAT(191)開始自動調整PID參數。PIDAT(191)強製使控製變量發生變化(最大值控製變量←→最小值控製變量)，監視控製係統的特性。從檢測特性中自動計算出PID參數，新的P、I和D參數自動存儲到C+1，C+2和C+3中。此時，自動命令位變為下降沿，在C+1，C+2，C+3中，用新的參數恢複PID控製。
在PIDAT(191)執行期間，如果自動調整命令位為ON，PIDAT(191)中斷用戶設置常數的PID控製，完成自動調整，然後用計算好的PID常數恢複PID控製。