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    PID控制,P、I、D各有自己的长处和缺点,它们一起使用的时候又和互相制约,但只有合理地选取PID值,就可以获得较高的控制质量。
    5.3.1PID在PLC中的回路指令
    西门子S7-200系列PLC中使用的PID回路指令,见表5.1
    表5.1 PID回路指令
    名称    PID运算
    指令格式    PID
    指令表格式    PID TBL,LOOP
    梯形图      

    使用方法:当EN端口执行条件存在时候,就可进行PID运算。指令的两个操作数TBL和LOOP,TBL是回路表的起始地址,本文采用的是VB100,因为一个PID回路占用了32个字节,所以VD100到VD132都被占用了。LOOP是回路号,可以是0~7,不可以重复使用。PID回路在PLC中的地址分配情况如表5.4所示。
    表5.4  PID指令回路表
    偏移地址    名称    数据类型
    0    过程变量(PVn)    实数
    4    给定值(SPn)    实数
    8    输出值(Mn)    实数
    12    增益(Kc    实数
    16    采样时间(Ts)    实数
    20    采样时间(Ti)    实数
    24    微分时间(Td)    实数
    28    积分项前值(MX)    实数
    32    过程变量前值(PVn-1)    实数
    5.3.2  回路输入输出变量的数值转换方法
    本文中,设定的温度是给定值SP,需要控制的变量是塔内的温度。但它不完全是过程变量PV,过程变量PV和PID回路输出有关。在本文中,经过测量的温度信号被转化为标准信号温度值才是过程变量,所以,这两个数不在同一个数量值,需要他们作比较,那就必须先作一下数据转换。传感器输入的电压信号经过EM235转换后,是一个整数值,但PID指令执行的数据必须是实数型,所以需要把整数转化成实数。使用指令DTR就可以了。如本设计中,是从AIW0读入温度被传感器转换后的数字量。其转换程序如下:
    MOVW AIW0 AC0
    DTR AC0 AC0
    MOVR AC0 VD100
    5.5  S7-200程序设计流程图
     
    图 5.4 中断程序流程图
    5.6 梯形图
    5.6.1 程序的启停
    I0.0与I0.1为启动和停止按钮,启动过程:按下启动按钮后,开始标志位M0.1置位,M0.2复位。打开运行指示灯Q0.0,熄灭并停止指示灯,初始化PID。开始运行子程序0。
    停止过程:按下停止按钮后,开始标志位M0.1复位,点亮停止指示灯,熄灭运行指示灯。并把输出模拟量AQW0清零。停止调用子程序0,仍然显示尿素合成塔温度。
    启停如图5.5
     
    图5.5 开始程序
    读入模拟信号,并转换成数值显示,如图5.6显示尿素合成塔的温度。
     
    图5.6 显示尿素合成塔温度
    判断温度是否在正常范围,如果超出则停止指示灯亮。如图5.7
     
    图5.7 判断温度是否在正常范围
    停止运行时,把模拟量输出清0,如图5.8
     
    图5.8 停止时模拟量清0
    调用子程序0,如图5.9
     
    图5.9 调用子程序
    5.6.2 子程序
    1)输入设定温度,如图5.10
    2)把设定温度、P值、I值、D值都导入PID。如图5.11
    3)每100ms中断一次子程序进行PID运算。如图5.11
     
    图5.10 设定温度
    图5.11 PID设定
    5.6.3  中断程序,PID的计算
    1)模拟信号的采样处理,归一化导入PID,如图5. 12
    2)PID程序运算,如图5.13
    3)输出PID运算结果,逆转换为模拟信号,如图5.14
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