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PID使用说明

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一、PID指令之参数使用说明
S1：目标值(SV)
S2：测定值(PV)
S3：参数
D：输出值(MV)
32位指令名称为D PID
其16位之S参数表如下所示：
16位之S3参数说明如下所示：
S3：取樣時間最小設定值需大於程式掃描時間
S3+1~ S3+3：設定值超出最大值時以最大值使用
S3+4：0→自动控制方向(内定值)
1→正向动作(SV-PV)
2→逆向动作(PV-SV)
S3+5：假设设定5，则E在-5~5之区间输出值(MV)将为0
S3+6：假设设定1000，则输出值(MV)大于1000时将以1000输出S3+7：假设设定-1000，则输出值(MV)小于-1000时将以-1000输出S3+6需大於等於S3+7，否則上限值與下限值將互掉
S3+8：假设设定1000，则积分值大于1000时将以1000输出且不再积分
S3+9：假设设定-1000，则积分值小于-1000时将以-1000输出且不再积分
S3+8需大於等於S3+9，否則上限值與下限值將互掉
S3+10, S3+11為累積之積分值，通常只供參考用，但是使用者還是可以依需求清除或修改，不過須以32bit浮點數修改之
S3+12為前次測定值，通常只供參考用，但是使用者還是可以依需求修改
32位之S参数表如下所示：
32位之S3参数说明与16位之参数说明大致上相同，其不同点只在于S3+5 ~ S3+20之間參數容量由原本16位元變為32位元。

二、PID指令方块图
三、 运算公式
()()()S t PV K S
t E K t E K MV D I P *1
**++=
其中在自动及正向动作时
()PV SV t E -=
而在逆动作时
()SV PV t E -=
另外()S t PV 表示()t PV 的微分值，以及()
S
t E 1
表示()t E 的积分值 由上述公式中可得知本指令与一般PID 指令有所不同，其不同点乃在于微分值使用上的变化，为了避免一般PID 指令于初次起动时所造成瞬间微分值过大之缺点，因此本指令采用监看测定值(PV)之微分状况，当测定值(PV)变化量过大时，则本指令之微分值也将变大。

四、 注意事项与建议
1. S 3+6~ S 3+13使用区只限于EP/EH 以及ES(v5.7版以后)机种使用。

2. ES 机种(v5.6版以前)只限使用一次指令，ES(v5.7版以后)/EP/EH 无使用次
数之限制。

3. 使用者于调整K P 、K I 及K D 三个主要参数时，请先调整K P 值(依经验值设定)，而K I 及K D 值先设定为0，等到调整到大致上可控制时，再依序调整K I 值(由
小到大)以及K D 值(由小到大)，调整范例如范例四所示。

其中K P 值为100则表示100%，即对偏差值的增益为1，小于100%将对偏差值衰减，大于100%将对偏差值放大，S 3+4必须为0，才能双向PID 调节。

4. 本指令动作须配合许多参数值控制，因此请勿随意设定参数值，以免造成无法控制之现象。

五、范例
范例一：使用PID 指令于一般位置或速度控制时之方块图(动作方向S 3+4需
设为0)
¦ì¸m ©R ¥O (SV)
范例二：使用PID 指令与变频器搭配控制时之方块图(动作方向S 3+4需设为
0)
³t «×©R ¥O (S)
(PV = S -P)
¥[´î³t ©R ¥O
范例三：使用PID 指令于温度控制时之方块图(动作方向S 3+4需设为1)
·Å«×©R ¥O (SV)
范例四：PID 指令参数调整建议步骤说明
假设控制系统之受控体G(s)的转移函数为一阶的函数()a
s b
s G +=
(一般马达的模型均为此函数)，命令值SV 为1，取样时间Ts 为10ms 。

建议调整步骤如下：
步骤1：首先将K I 及K D 值设为0，接着先后分别设定K P 为5、10、20及40，
并分别记录其SV 及PV 状态，其结果如下图所示。

K P = 40
K P = 20
K P = 10
K P = 5
®É¶¡(sec)
步骤2：观察上图后得知K P 为40时，其反应会有过冲现象，因此不选用；
而K P 为20时，其PV 反应曲线接近SV 值且不会有过冲现象，但是由于激活过快，因此输出值MV 瞬间值会很大，所以考虑暂不选用；接着K P 为10时，其PV 反应曲线接近SV 值并且是比较平滑接近，因此考虑使用此值；最后K P 为5时，其反应过慢，因此也暂不考虑使用。

步骤3：选定K P 为10后，先调整K I 值由小到大(如1、2、4至8)，以不超
过K P 值为原则；然后再调整K D 由小到大(如0.01、0.05、0.1及0.2)，
以不超过K P 的10%为原则；最后可得如下图之PV 与SV 的关系图。

PV = SVÂI
K P= 10, K I= 8, K D= 0.2
®É¶¡(sec)附注：本范例仅供参考，因此使用者还需依实际控制系统之状况，再自行调整其适合之控制参数。

六、实例
实例一：利用PID指令于压力控制系统，使用范例一之方块图。

控制目的：使控制系统达成压力目标值
控制特性说明：此系统需要渐渐达成控制目的，因此过快的达成控制目的
时，可能会造成系统超控或无法负荷之现象。

建议解决方法：方法一→利用较大之取样时间达成
方法二→利用延迟命令的功能达成，其控制方块图如下图。

À£¤O R
©
D2©¹¥®¹ª©R ¥O ­È©R ¥O ­ÈA ªi §Î¹Ï
B ªi §Î¹Ï
¬°R ¥O ¶¡j ­È
D3¬°©R O ¶¡¹j ɶ¡¨Ï¥ÎªÌ¨Ìê»Úª¬p ½Õ¾ã
命令延迟功能程序实例如下：
实例二：速度控制与压力控制系统分别独立控制，使用范例二之方块图。

控制目的：速度控制使用开路控制一段时间后，再加入压力控制系统(PID
指令)作闭路控制，然后达成压力控制目的。

控制特性说明：由于此两系统的速度与压力之间，并无特定关系可找出来
使用，因此本架构需先达成开路式的控制速度目的，然后再依闭路式的压力控制，以达成控制的目标。

另外如怕压力控制系统之控制命令过于变化太快，则可考虑加入实例一里的命令延迟功能。

其控制方块图如下图所示。

M1=ON 部分程序实例如下：。

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PID使用说明

PID使用说明

PID调节器又称回路调节器，本调节器提供的具体功能有：手动、自动、串级、及跟踪运行方式的切换，设定值、手动输出值的调整，PID参数的整定等。

PID调节有三种画面：回路操作画面、趋势显示画面和参数调整画面。

下面介绍每种画面显示的信息及用途。

1.回路操作画面在预先设置的PID热点上，单击鼠标左键，屏幕上将弹出如图3.11-1所示回路操作画面，由回路操作画面可分别进入其它两种画面。

（1）显示信息说明在回路调节画面中显示的有设定值、过程值和输出值的棒图及数值显示，运行方式显示，报警状态显示等。

❒棒图显示画面左边的三个棒图分别代表设定值、过程值和输出值，棒的颜色依次为蓝、天蓝、粉色。

设定值棒的高度为当前值相对量程的百分数。

如果PID运行于串级状态，则设定棒显示串级外给定值，在其它运行状态下显示内给定值。

过程值棒的高度表示过程输入值。

输出棒的高度表示输出值。

❒数值显示画面右下区域的三个方框中显示的内容依次为设定量、过程量及输出量的当前值，各数值颜色与棒颜色相对应。

当PID调节器运行于手动、自动或跟踪状态时，设定值为内部给定值；当运行于串级状态时，显示为串级输入值。

当PID调节器运行于手动状态时，输出值由手动给出；运行于自动和串级状态时，由算法结果给出；运行于跟踪状态时，为跟踪量点值。

❒报警状态显示当偏差报警到来时，左上角灯置亮（呈红色）；报警消失时，恢复正常颜色。

❒运行方式显示PID调节器的运行方式包括手动、自动、串级及跟踪四种，当某个运行方式下的状态灯呈绿色时，表示调节器处于某方式。

❒其它PID调节器画面静态显示的内容有点名、点描述(说明)等。

（2）操作说明在回路操作画面中可以进行的操作有：工作方式（手动、自动、串级和跟踪）的切换，通过设定值增减按钮改变设定值，通过输出值增减按钮改变输出值，切换到趋势显示画面和参数调整画面。

PID共有手动、自动、串级和跟踪四种工作状态，这四种工作状态的切换是无扰动的。

●手动状态下，PID单元停止运算，依靠操作键来改变控制输出。

PID参数设置参考说明

PID参数设置参考说明

FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。

PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。

其他的可以使用默认参数。

A：所有的输入参数：COM_RST:BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；MAN_ON：BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；（默认为1）PEPER_ON：BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；P_SEL：BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；I_SEL：BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON 时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。

一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；D_SEL ：BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；CYCLE ：TIME：PID采样周期，一般设为200MS；SP_INT：REAL：PID的给定值；PV_IN ：REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；PV_PER：WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）MAN ：REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；GAIN ：REAL：比例增益；TI ：TIME：积分时间；TD ：TIME：微分时间；TM_LAG：TIME：我也不知道，没用过它，和微分有关；DEADB_W：REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；LMN_HLM：REAL：PID上极限，一般是100%；LMN_LLM：REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；PV_FAC：REAL：过程变量比例因子PV_OFF：REAL：过程变量偏置值（OFFSET）LMN_FAC：REAL：PID输出值比例因子；LMN_OFF：REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；B：部分输出参数说明：LMN ：REAL：PID输出；LMN_P ：REAL：PID输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）LMN_I ：REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过程中观察效果）LMN_D ：REAL：PID输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）C：规格化概念及方法：PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT对于输出变量，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；D：PID的调整方法：一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。

PID使用说明

PID使用说明

KDN-K3系列PLC的PID使用说明KDN-K306同时可以使用6路PID，6路PID的数据存储器不能相同，否则会相互影响。

PID结构如下例：1．输入项一共有输入变量12个输入变量：bit AUTO; //手动/自动标志位unsigned int PV; //输出变量反馈float SP ; //设定输出值float XO ; //手动设定输出（范围0~1之间）float KP ；//比例系数float TR ；//积分时间常数float TD ；//微分时间常数float PV_FAC；//输入变量线性化系数Kfloat PV_OFF；//输入变量线性化系数Bfloat XOUT_FAC； //输出变量线性化系数kfloat XOUT_OFF； //输出变量线性化系数bunsigned int CYCLE; //采样周期2．输出项一共有2个输出变量输出变量：float XOUT；//输出变量1，输出范围0~1之间float XOUT_PER；//输出变量2，输出范围用户自己设定系数来确定3．PID程序功能描述PID控制在生产中应用广泛。

它能够实现调节功能，即减小稳态误差和改善动态性能。

手动方式：输入变量AUTO为0，为手动方式。

手动方式输入变量XO直接输出到输出变量XOUT；输入变量XO的范围0~1，输出变量XOUT的范围0~1，输出变量XOUT_ PER 范围用户自己设定系数来确定（公式为y=kx+b）;其它输入项不起作用。

自动方式：输入变量AUTO为1，为自动方式。

输入变量SP（设定输出值）与PV（输出变量反馈）的差，进行归一化处理（公式为Y=KX+B），再进行PID运算，结果输出到XOUT （范围0~1）和XOUT_ PER（范围用户自己设定系数来确定（公式为y=kx+b））。

4．例子一个加热器加热水，水温由一个热电阻测量，加热器用4~20mA来控制，热电阻测量范围0~250度。

硬件：K306（CPU）、K331-04IV（模拟量输入）、K332-02IV（模拟量输出）程序如下：当I0.1等于0时，执行手动方式，XOUT的值就等于XO的值为0.4。

PID的使用说明书

PID的使用说明书

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
for(j=x2;j>0;j--) delay(); PA2=0x00; for(j=y2;j>0;j--) delay(); } void stop() { } float pid1(int e01,int e11,int e21) { int A=2.45; float B=3.5; float C=1.25; int uk01=A*e01+B*e11+C*e21; return(uk01); } void opentimer() { TIMERL1=0xff; TIMERH1=0xff; TIMERL2=0xff; TIMERH2=0xff; } uint closetimer1() { uint n1=0xff-TIMERL1; COMMAND1=0x43; return (n1); } uint closetimer2() { uint n2=0xff-TIMERL2; COMMAND2=0x43; return (n2); } PA2=0xff; delay();
我提供一种增量式 PID 供大家参考 △U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2) A=Kp(1+T/Ti+Td/T) B=Kp(1+2Td/T) C=KpTd/T T 采样周期 Td 微分时间 Ti 积分时间 用上面的算法可以构造自己的 PID 算法。 U（K）=U（K-1）+△U（K）
一般步骤 a.确定比例增益 P 确定比例增益 P 时，首先去掉 PID 的积分项和微分项，一般是令 Ti=0、Td=0（具 体见 PID 的参数设定说明），使 PID 为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的 60%~70%，由 0 逐渐加大比例增益 P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例 增益 P 逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益 P，设定 PID 的比例增益 P 为当前值的 60%~70%。比例增益 P 调试完成。 b.确定积分时间常数 Ti 比例增益 P 确定后，设定一个较大的积分时间常数 Ti 的初值，然后逐渐减小 Ti， 直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大 Ti，直至系统振荡消失。记录此时的 Ti， 设定 PID 的积分时间常数 Ti 为当前值的 150%~180%。积分时间常数 Ti 调试完成。 c.确定积分时间常数 Td 积分时间常数 Td 一般不用设定，为 0 即可。若要设定，与确定 P 和 Ti 的方法相 同，取不振荡时的 30%。 d.系统空载、带载联调，再对 PID 参数进行微调，直至满足要求。