GE PID使用中文说明以及例子

LD 功能块控制功能块PID —3部分之第1部分概述| 操作数| 参考地址数组参数| 运算| 设置用户参数| 示例| CPU 支持概述比例积分微分(PID)控制功能是一个用来做闭环过程控制的一个通用的算法。

当它通过一个触点接收到能量流时，PID 功能块会对比过程变量(PV) 反馈和需要的过程设置点(SP)，并通过偏差来更新一个控制量(CV)。

此功能块使用PID闭环增益和存储在参考地址数组中的40个字的其他参数来在期望的时间内完成PID运算。

所有的参数都是16位的字来同16位的模拟量过程变量兼容。

这就允许使用%AI寄存器来存储输入过程变量和用%AQ来存储输出控制变量。

由于是一个按比例的16位整型数, 许多参数都必须被定义为或是PV 数量或单位,或是CV数量或单位。

比如, SP输入必须被调整为和PV同样的范围因为PID块计算的是这两个输入之间的偏差。

PV 和CV的数量可以是-32768 或0 到+32767, 匹配模拟量的比例，或是从0 到10000, 来显示变量为从0.00% 到100.00%。

PV和CV数量不必有同样的比例,因为调整系数包括在了PID增益中。

当功能块完成且没有计算错误时，能量流输出就会得电。

只要有至少一个计算错误存在, 就没有能量流输出。

注意: PID 不能比每10毫秒执行一次执行的更频繁。

如果你设置它每个扫描都执行且扫描时间小于10毫秒时就会改变你的结果。

在这种情况下，PID 不会运行直到有足够的扫描周期累加占用时间有10毫秒为止。

比如, 如果扫描时间是9毫秒, PID就会每隔一个扫描执行一次，这样每次它执行的时候就已经占用了18 毫秒。

操作数参考地址数组参数除了两个输入字和三个手动控制节点, PID 功能块还需要参考地址数组中的13个用户定义的参数。

这些参数必须在调用这个块之前设定。

其余的由PLC 使用的参数是不可配置的。

下面表中显示的%Ref 是指参考地址数组的起始地址(即 操作数)。

在加号后的数字是指在数组中的偏移量。

比如，如果参考地址数组从%R100开始, %R113 包含了手动命令(%Ref+0013)，被用来设置控制变量和在手动模式下的积分器。

注意: 参考地址数组序列必须是%R, %P, 或 %L 寄存器。

逻辑中的每个PID 块必须使用不同的40-字数组，即使13个用户参数是相同的，这是由于在数组中的其他字被用来做内部的PID 数据存储。

要确认有至少 40个 %R, %P, 或 %L 寄存器在起始参考地址和最高可配置的%R, %P, 或%L 寄存器之间。

%REF+0000 回路号UINT. 0 到255 可选.回路号码; PID块的号码.仅仅是为了显示.由操作接口设备定义的回路号提供了一个在PLC中通用的标识。

注意: 当逻辑被LD编辑器监控时，回路号会显示在块地址的下面。

%REF+0001 算法%REF+0002 采样周期UINT. 不可配置.由PLC设置和保存.低位设置为1代表10ms. UINT.范围: 0(每次扫描)到65,535 (10.9 分钟).1 = ISA 算法(PID_ISA)2 = 独立算法(PID_IND)每次PID算法执行时间，最小的调整增量是10ms。

比如,使用10来获得一个100ms的采样周期。

如果采样周期是0，此算法会在每次PID被调用时进行计算,除非扫描周期小于10ms.仅当当前PLC占用时间同上次PID运算时间加上此采样时间相同或更小，PID 算法才会执行。

PID在100微秒内补偿从上次执行后实际被占用的时间。

%REF+0003死区+%REF+0004死区—%REF+0005●在PID_IND算法中,这个字存储了比例增益,Kp●在PID_ISA算法中,这个字中存储了控制器增益, Kc PV 计算. 0 到32767 (从来不会为负)PV计算. -32768到0 (从来不会为正)低位为1代表(CV%)/(PV%)的1% 。

表示值的范围是:0 到327.67%定义了PV计算中死区范围的上限(+)和下限(-)的整型(INT)值.如果不需要死区,这些值必须是0。

如果PID 偏差(SP– PV)或(PV- SP)大于(-) 值并小于(+)值, PID 计算会按照偏差是0来执行。

如果不是0, (+)值必须大于0并且(-)值必须小于0 否则PID块将不起作用。

提示:在PID回路增益被设置或调整过之前，保持这些值为0.在这之后，死区可以被加入用来防止由于偏差变化产生的小CV输出变化，也会减少机械的磨损。

注意: 死区动作位决定了PID如何使用死区范围.在偏差项里有100个PV计数的改变的话CV端的改变的CV计数。

它显示为0.00 %/% ，带有两位十进制小数。

Kp 或Kc如果输入450，则显示为4.50。

结果是(Kp*偏差/100) 或(Kc*偏差/100) =(450*偏差/100) 对PID输出的影响.%REF+0006 微分增益–Kd 低位设为1代表0.01秒.整数. 所能代表值的范围是:0 到327.67 sec.提示: 当使用PID_IND算法时，Kp通常是用来调整PID回路时首先设置的增益。

一个PD回路(比例–微分) 或一个PI 回路(比例–积分,是很少使用的)。

在有些确定类型的处理过程中，使用Kp自己就足以控制了.当偏差或PV 在每10ms 改变1个PV 计数的时候在CV端改变的CV计数。

在低位输入了代表10ms 的时间，它会显示为带有两位有效十进制小数的0.00 秒。

例如，Kd输入为120则显示为1.20秒，其结果是[Kd *(Ä偏差)/( Ä时间)]= (120*4/3) 精度的PID 输出，前提是误差每30ms 变化4个PV值。

提示:当使用PID_IND算法时，Kd可以被用来加速一个慢回路的响应,但是对PV输入的干扰很敏感。

(在PAC系统中,你可以通过使用微分滤波器来减轻干扰的影响，可以通过设置配置字中的第5位来使滤波器使能。

) 在一些处理过程中，你可以省略Kd 而只用Kp自己或用Kp 配合Ki来进行整个过程的控制。

%REF+0007 积分率–Ki 低位设为1代表 1 次重复执行/1000 秒. 整型值, 0 到32,767,代表值0 到32.767repeats/sec当偏差是恒定的1个PV计数时在CV端CV 数目的改变。

显示为0.000Repeats/Sec 带有三位有效的十进制小数。

比如，Ki输入值是1400的话会显示为1.400 Repeats/Sec 其结果是(Ki * 偏差* dt)= (1400*20*50/1000) 精度的PID输出，即偏差为每50msPLC扫描时间有20个PV计数。

(采样时间为0).提示: 当使用PID_IND 算法时, Ki通常是一个设置在PID回路中的按秒的增益, Kp是最初的增益设置。

Ki 可以在一个PD (比例–微分)回路或一个P (仅有比例)回路中被忽略. Ki 提供了控制系统的惯性,也就是说,它表现为一个自动的偏置。

%REF+0008 CV 计数. 整型, 在比率和振幅钳位前在CV计数CV 偏置/输出偏移量-32768到+32767(添加到积分输出里) 里添加到PID输出里面的数量。

如果仅使用Kp比例增益或是此PID的输出作为其他控制回路的前馈控制时可以用它来设置一个非0的CV值。

例如,如果你想要此功能块的偏差调整围绕输出中点时，就可以设置一个在中点范围内的一个偏置。

%REF+0009 上钳位%REF+0010 下钳位%Ref+0011 最小扭转时间CV 数量.整型,–32768 到+32767.(必须大于%Ref+10.) 输出极限。

CV 数量. 整型,–32768 到+32767.(必须小于%Ref+09.) 输出极限。

UINT.秒/满行程的数量. 范围: 0 (无) 到+32767 sec 来变化+32767 CV比如,一个完整的范围0到+32,767中, +16,383 是中点.注意: 在PID_IND 算法中，Ki表现为一个自动的偏置.需要的值. 定义了CV的最大和最小值的CV计数的数量. 上钳位必须有一个比下钳位更大的值，否则，PID功能块将不工作.通常用来定义基于CV输出物理极限的一个极限。

它们也通常被用来调整CV棒图的显示。

(当在PID 工程值对话框中调整PID时可见). 当到达一个CV钳位时，此功能块有一个防复位终止功能来修正积分值。

CV输出从0到满量程100%或+32767 CV 计数值所用的最小秒数.它是CV输出可以被改变的最快的一个变化率极限。

如果是正值, CV 不能改变的多于(+32767 CV 计数)* (Ä时间(按秒)) / (最小转换时间). 例如,如果采样时间是 2.5 秒并且最小%Ref+0012 配置字使用低 6 位.BOOLEAN(布尔型).扭转时间是500 秒, CV 不能改变的多于+32767*2.5/500 =163 CV 计数值每次PID运算.如果CV速率限制超过时防终结特性会调整积分器. 如果最小转换时间是0, 就没有CV速率限制.注意:在调整或校准PID循环增益时,设置最小扭转时间为0.这个字的低6位用来调整5个标准的PID设置。

其他位应该被设置为0。

Bit 0: 偏差项. 当此位为0时,偏差项为一般的(SP-PV).当此位为1时,偏差项是(PV-SP), 这会反转反馈项的符号: 这是为了在当PV增加时CV必须减小的反向动作控制时使用。

Bit 1: 输出极性。

当此位为0时, CV 输出代表的是PID计算的输出。

当此位设置为1时,CV输出代表的是PID计算输出的反向PID，即使是正常的正值。

Bit 2: PV的微分作用。

当此位为0时, 微分作用将应用于偏差项。

当它被设为1时，微分作用将会应用于PV 。

Bit 3: 死区作用. 当此位是0时:● 如果偏差在死区极限内, 偏差就会被强制为0。

●否则,偏差就不受死区极限的影响。

当此死区作用位为1时:● 如果偏差在死区极限内, 偏差就会被强制为0。

●如果偏差在死区极限之外, 那么偏差就会被死区极限减小(偏差 偏差 – 死区极限)。

Bit 4:防复位终止作用。

当此位为0时,防复位终止作用会使用一个复位返回计算。

当输出在钳位时，无论值是否需要正好产生在钳位输出，都会代替累积的 Y 剩余值。

当此位为1时, 会用计算开始的Y项来代替累积的Y 项。

用这种方式,只要输出在钳位，预钳位Y 值就会保持。

Bit 5: (仅用在PACSystems.) 微分滤波器使能。

当此位设为0时, 没有滤波器提供给微分项。

当设为1时，提供一个首先有序的滤波器. 它的极限会影响微分项的高频处理干扰。

在除了PACSystems 的其他PLC 中,此位应该被设为0. Bits 6 and 7: 未使用。