基于PLC的溫度PID控制參考模板

1、基于PLC的溫度PID控制1、 PID算法在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，模擬量PID（由比例、積分、微分構(gòu)成的閉合回路）調(diào)節(jié)是常用的一種控制方法。運行PID控制指令，S7-200將根據(jù)參數(shù)表中的輸入測量值、控制設(shè)定值即PID參數(shù)，進行PID運算，求得輸出控制值。PID控制回路的參數(shù)表地址偏移量參數(shù)數(shù)據(jù)格式參數(shù)類型說明0過程變量當前值PV雙字，實數(shù)輸入必須在0.01.0范圍內(nèi)4給定值SP雙字，實數(shù)輸入必須在0.01.0范圍內(nèi)8輸出值M雙字，實數(shù)輸出在0.01.0范圍內(nèi)地址偏移量參數(shù)數(shù)據(jù)格式參數(shù)類型說明12增益K雙字，實數(shù)輸入比例常量，可為正數(shù)或負數(shù)16采樣時間Ts雙字，實數(shù)輸入以秒為單位，必須為正數(shù)20

2、積分時間Ti雙字，實數(shù)輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)24微分時間Td雙字，實數(shù)輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)28上一次的積分值Mn雙字，實數(shù)輸出0.0和1.0之間（根據(jù)PID運算結(jié)果更新）32上一次過程變量PVn-1雙字，實數(shù)輸出最近一次PID運算值典型的PID算法包括三項：比例項、積分項和微分項，即：輸出=比例項+積分項+微分項計算機在周期性地采樣并離散化后進行PID運算，算法如下：2、 PID控制回路選項常用的控制回路有PI、PID。（1） 如果不需要積分回路（即在PID運算中無“I”），則應(yīng)將積分時間Ti設(shè)為無限大。由于積分項Mx的初始值，雖然沒有積分運算，積分項的數(shù)值也可能不為零。（積分時

3、間與積分效果成反比關(guān)系）（2） 如果不需要微分運算（即在PID運算中無“D”），則應(yīng)將微分時間Td設(shè)定為0.0。（微分時間與微分效果成正比關(guān)系）注：PID參數(shù)設(shè)定的原則：先設(shè)比例放大系數(shù)（比例放大系數(shù)越大，回路的調(diào)節(jié)速度越快，但是比例放大系數(shù)過大，也會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，產(chǎn)生振蕩，所以要找一個合適的比例放大系數(shù)）；再設(shè)積分時間1 / 7（用來消除余差）3、 回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標準化在PLC進行PID控制前，必須將其轉(zhuǎn)換成標準浮點表示法。（1） 將回路輸入量數(shù)值從16位整數(shù)轉(zhuǎn)換成32為浮點數(shù)或?qū)崝?shù)。下列指令說明如何將整數(shù)數(shù)值轉(zhuǎn)換成實數(shù)。ITD AIW0, AC0 /將輸入數(shù)值轉(zhuǎn)換成雙字DTR AC0

4、, AC0 /將32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成實數(shù)（032000）（2） 將實數(shù)轉(zhuǎn)換成0.01.0之間的標準化數(shù)值。/R 32000.0, AC0 /使累加器中的數(shù)值標準化+R 0.0, AC0 /加偏移量0MOVR AC0, VD100 /將標準化數(shù)值寫入PID回路參數(shù)表中4、 PID回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù)程序執(zhí)行后，PID回路輸出0.01.0之間的標準化實數(shù)數(shù)值，必須被轉(zhuǎn)換成16位成比例整數(shù)數(shù)值，才能驅(qū)動模擬輸出。PID回路輸出成比例實數(shù)數(shù)值=（PID回路輸出標準化實數(shù)值-偏移量）×取值范圍MOVR VD108, AC0 /將PID回路輸出送入AC0*R 32000.0, AC0 /AC0

5、的值乘以取值范圍，變成成比例實數(shù)數(shù)值ROUND AC0, AC0 /將實數(shù)四舍五入取整，變成32位整數(shù)DTI AC0, AC0 /32為整數(shù)轉(zhuǎn)換成16位整數(shù)MOVW AC0, AQW0 /16位整數(shù)寫入AQW05、 PID指令6、 PID指令應(yīng)用舉例在恒溫箱內(nèi)裝有一個電加熱元件和一個制冷風(fēng)扇，電加熱元件和制冷風(fēng)扇的工作狀態(tài)只有OFF和ON，即不能自行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)要控制恒溫箱的溫度恒定，且能在25100范圍內(nèi)可調(diào)，如圖所示：CPU224XP自帶模擬量I/O規(guī)格 信號類型I/O信號電壓信號電流信號模擬量輸入×2±10V模擬量輸出×1010V020mAPLC軟元件分配如下：Q1.0 控制接通加熱器Q1.1 控制接通制冷風(fēng)扇AIW0 接收溫度傳感器的溫度檢測值控制方法：對恒溫箱進行恒溫控制，要對溫度值進行PID調(diào)節(jié)。PID運算的結(jié)果去控制接通電加熱器或制冷風(fēng)扇，但由于電加熱器或制冷風(fēng)扇只能為OFF或ON，不能接受模擬量調(diào)節(jié)，故采用“占空比”的調(diào)節(jié)方法。溫度傳感器檢測到的溫度值送入PLC后，諾經(jīng)PID指令運算得到一個01的實數(shù)，把該實數(shù)按比例換算成一個0100的整數(shù)，把該整數(shù)作為一個范圍為010s的時間t，設(shè)計一個周期為10s的脈沖，脈沖寬度為t，把該脈沖加給電加熱器或制