PLC闭环控制系如何实现PID控制器介绍

D/A转化器之前，也需进行转换。3.3 回路输入的转换      转换的第一步是将给定值或A/D转换后得到的整数值由16位整数转换成浮点数，可用下面的程序实现这种转换:XORD AC0, ACO //清除累加器MOVW AIWO, AC0 //将待转化的模拟量存入累加器LDW＞＝ AC0, 0 //如果模拟量数值为正JMP 0 //直接转换成实数ORD 16#FFFF0000, ACO //将AC0内的数值进行符号扩展，扩展为32位负数LBL 0DTR AC0, AC0 //将32位整数转换成实数转换的下一步是将实数进一步转换成0.0~1.0之间的标准化实数，可用下面的式(3)对给定值及过程变量进行标准化:RNorm=(RRaw/Span)+Offset (3)式中:RNorm－标准化实数值;RRaw－标准化前的值;Offset－偏移量，对单极性变量为0.0，对双极性变量为0.5;Span－取值范围，等于变量的最大值减去最小值，单极性变量的典型值为32000，双极性变量的典型值为64000。下面的程序将上述转换后得到的AC0中的双极性实数(其Span=64000)转换成0.0~1.0之间的实数:/R 64000.0， AC0 //累加器中的实数标准化＋R 0.5， AC0//加上偏移值，使其在0.0~1.0之间MOVR ACO， VD100 //加标准化后的值存入回路表内3.4 回路输出的转换      回路输出即PID控制器输出，它是标准化的0.0~1.0之间的实数。将回路输出送给D/A转换器之前，必须转换成16位二进制整数。这一过程是将pv与sp转换成标准化数值的逆过程。用下面的公式将回路输出转换成实数:RScal=(Mn－Offset)×Span (4)式中，RScal是回路输出对应的实数值，Mn是回路输出标准化的实数值。下面的程序用来将回路输出转换为对应的实数:MOVR VD108, AC0 //将回路输出送入累加器-R 0.5, AC0 //仅双极性数才有此语句*R 64000.0, AC0 //单极性变量乘以32000.0用下面的指令将代表回路输出的实数转换成16位整数:ROUND AC0, AC0 //将实数转换为32位整数MOVW AC0, AQW0 //将16位整数写入模拟输出(D/A)寄存器3.5 PID指令及回路表S7-200的PID指令如图3所示: 图3 PID指令      指令中TBL是回路表的起始地址，LOOP是回路的编号。编译时如果指令指定的回路表起始地址或回路号超出范围，CPU将生成编译错误(范围错误)仪器编译失败。PID指令对回路表中的某些输入值不进行范围检查，应保证过程变量、给定值等不超限。回路表参见附表。附表 PID指令的回路表        如果PID指令中的算术运算发生错误，特殊存储器SMI.1(溢出或非法数值)被置1，并将终止PID指令的执行。要想消除错误，在下次执行PID运算之前，应改变引起运算错误的输入值，而不是更新输出值。4 PID指令编程举例      某一水箱里的水以变化速度流出，一台变频器驱动的水泵给水箱打水，以保持水箱的水位维持在满水位的75％。过程变量由浮在水面上的水位测量仪提供，PID控制器的输出值作为变频器的速度给定值。过程变量与回路输出均为单极性模拟量，取值范围为0.0~1.0。      本例采用PI控制器，给定值为0.75，选取控制器参数的初始值为:KC＝0.25，TS＝0.1s，TI＝30min。编程如下://主程序(OBI)LD SM0.1 //首次扫描时CALL 0 //调用初始化子程序//子程序LD SM0.0MOVR 0.75, VD104 //装入给定值75％MOVR 0.25, VD112 //装入回路增益0.25MOVR 0.10, VD116 //装入采样时间0.1sMOVR 30.0 VD120 //装入积分时间30minMOVR 0.0, VD124 //

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