現(xiàn)在國內(nèi)外一些著名的品牌廠家?guī)缀跽摂嗟恼麄€(gè)工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，如：國外的有艾默生、西門子;國內(nèi)的有：浙大中控、和利時(shí)等，那么在這些控制系統(tǒng)中最常規(guī)的PID控制是怎么實(shí)現(xiàn)的，他們又是怎么進(jìn)行編程組態(tài)得到的PLD運(yùn)算的，本文就常規(guī)的PID及起模塊進(jìn)行總結(jié)以及應(yīng)用做個(gè)簡單的介紹：

一、DCS及PLC控制系統(tǒng)中PID的運(yùn)算

1指令解說

l上式T為梯形圖時(shí)間繼電器周期輸出，在此引為采樣及調(diào)節(jié)周期。

lS1為設(shè)定的目標(biāo)值，又稱給定值

lS2為實(shí)際測定值。

lS3為PID控制參數(shù)的起始參數(shù)單元，控制參數(shù)占用S3后續(xù)的25個(gè)D數(shù)據(jù)寄存器。具體說明如下：

S3+0:TS采樣時(shí)間設(shè)定為K1(1T)

S3+1:ACT.運(yùn)算方向一般設(shè)為H0001;

設(shè)為H0000時(shí)為反PID運(yùn)算。

S3+2:L濾波系數(shù)0-99%0%無濾波。參考設(shè)定為K50

0000-99.00

S3+3:KP比例増益0-32767%參考設(shè)定為K2000。

0000-327.67

S3+4:TI積分時(shí)間0-32767(?1T)參考設(shè)定為K500。

S3+5:KD微分増益0-32767%一般設(shè)定為K0。

0000-327.67

S3+6:TD微分參數(shù)0-32767(?1T)設(shè)定為K0，無微分

S3+7:偏差，浮點(diǎn)數(shù)表示，占兩個(gè)字節(jié)：S7+7，S7+8。

E(K)=SV-PV(ACT.0=1)

E(K)=PV-SV(ACT.0=0)

S3+8:

S3+9:偏差的一階導(dǎo)數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)表示。S3+9，S3+10

E(K)'=E(K)-E(K-1)

S3+10:

S3+11:偏差的二階導(dǎo)數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)表示。S3+11，S3+12

E(K)''=E(K)'-E(K-1)'

S3+12:

S3+13:本次濾波后的實(shí)測值，浮點(diǎn)數(shù)表示。S3+13，S3+14。

PVF(K)=PV(K)+L?[PVF(K-1)-PV(K)]

S3+14:

S3+15:PID的微分調(diào)整項(xiàng)，浮點(diǎn)數(shù)表示。S3+15，S3+16。

PID_D(K)=[TD?E(K)''+KD?TD?PID_D(K-1)]/(TS+KD?TD)

S3+16:

S3+17:PID的本次調(diào)整輸出，浮點(diǎn)數(shù)表示。S3+17，S3+18

DMV(K)=DMV(K-1)小數(shù)部分+KP[E(K)'+TS?E(K)/TI+PID_D(K)]

S3+18:

S3+19:PID控制的輸出值，取值范圍：0-32767。

MV(K)=MV(K-1)+INT(DMV)

S3+20:SH上限報(bào)警設(shè)定為K20000

S3+21:SL下限報(bào)警設(shè)定為K20

S3+22:OH上限幅值設(shè)定為K10000

S3+23:OL下限幅值設(shè)定為K20

S3+24:ALM.0SH上限報(bào)警時(shí)ON

ALM.1SL下限報(bào)警時(shí)ON

ALM.2OH上限輸出時(shí)ON

ALM.3OL下限輸出時(shí)ON

PID運(yùn)算式

1.PVF(K)=PV(K)+L?[PV(K-1)-PV(K)]

E(K)=SV(K)-PVF(K)

E(K)'=E(K)-E(K-1)

E(K)''=E(K)'-E(K-1)'

2.D(K)=[TD?E(K)''+KD?TD?D(K-1)]/(TS+KD?TD)

3.MV(K)=MV(K-1)+KP?[E(K)'+TS?E(K)/TI+D(K)]

符號說明：

PV：測定值。SV：目標(biāo)值。MV：輸出值。

PVF：濾波后的測定值。

L：濾波系數(shù)。

TS：采樣時(shí)間。

KP：比例増益。

TI：積分時(shí)間。

TD：微分時(shí)間。

KD：微分増益。

PV(K)：本次采樣測定值。

D(K)：微分項(xiàng)。

INT(DMV)：PID本次增量輸出。

PV(K-1)：一個(gè)調(diào)節(jié)周期T前測定值。

二、DCS及PLC控制系統(tǒng)中PID的運(yùn)算的應(yīng)用

案例一.控制一組(四臺)實(shí)驗(yàn)電爐，溫度檢測用PT100熱電阻，工作溫度在100℃以下，控制精度要求在0.1℃,超調(diào)小于0.5℃。熱源為電阻絲，每電爐發(fā)熱總功率380VAC8KW。

控制方案：選一混合型PLC作調(diào)節(jié)控制單元，其輸出控制四個(gè)三相智能模塊硅，辦公室計(jì)算機(jī)與PLC通信，作溫度跟蹤記錄。

各通道的設(shè)置參數(shù)(由人機(jī)界面或字符屏設(shè)定)：

0通道1通道2通道3通道

AI通道設(shè)定溫度D300D310D320D330

P參數(shù)D301D311D321D331

I參數(shù)D302D312D322D332

D參數(shù)D303D313D323D333

PID手動自動切換M100M110M120M130

手動加M101M111M121M131

手動減M102M112M122M132

實(shí)測溫度D10D11D12D13

DA通道輸出電流D20D21D21D23

選取其中一路作簡要說明:

第一步：規(guī)劃并設(shè)定控制區(qū)參數(shù)。PID控制共占用28個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，第一路控溫規(guī)劃到D2000-D2027。

第二步：PID調(diào)節(jié)與手動調(diào)節(jié)要相互協(xié)調(diào)，做到無擾切換。示例中，手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)最終輸出都?xì)w入D2028

聲明：本文為轉(zhuǎn)載類文章，如涉及版權(quán)問題，請及時(shí)聯(lián)系我們刪除（QQ: 2737591964），不便之處，敬請諒解！