AB_PID指令的使用及指令详解PID比例、积分、微分指令,是一条输入指令。
其操作数包括:PID PID结构体;Process Variable 过程量,即需要控制的量;PV Data Type 过程量数据类型;Control Variable控制变量,即用户控制设备的最终值(如;阀,气阀),用死区控制时,则控制变量的数据应为REAL;否则误差在死区时,该点强制为0;CV Data Type 控制变量的数据类型;PID Master Loop PID主回路;Inhold bit 初始化保持位;Inhold value 初始化保持数据;Setpoint 设定点(只用于显示当前设定值);Process Variable 过程变量(只用于显示整定的过程变量的当前值);Output % 显示输出百分率的当前值。
PID结构体,每条PID指令对应一条唯一的PID结构体。
其助记符包括:助记符类型说明.CTL DINT.CTL的各部分存储下列状态于一个16位字节内。
户可以置位或清零下列位位数据类型.EN31BOOL使能指令,输入梯级调节,为真则置位.CT30BOOL级联类型(0=从,1=主).CL29BOOL级联回路(0=否,1=是).PVT28BOOL跟踪过程变量(0=否,1=是).DOE27BOOL...的微分(0=PV,1=偏差).SWM26BOOL软件手动模式(0=否,自动;1=是手动模式).CA25BOOL控制作用(0=SP-PV,1=PV-SP).MO24BOOL工作模式(0=自动,1=手动).PE23BOOL PID方程(0=独立,1=相关).NDF22BOOL微分平滑处理(0=否,1=是).NOBC 21BOOL反相偏滞计算(0=否,1=是).NOZC 20BOOL过零死区计算(0=否,1=是).SP REAL设定点.KP REAL独立比例增量(无量纲),相关控制器增量(无量纲).KI REAL独立积分增量(1/秒),相关积分时间(分钟每循环).KD REAL独立微分增量(1/秒),相关微分时间(分钟每循环).BIAS REAL前馈或偏滞百分比.MAXS REAL最大工程单位定标值.MINS REAL最小工程单位定标值.DB REAL死区工程单位.SO REAL设置输出百分比.MAXO REAL最大输出限幅(输出百分比).MINO REAL最小输出限幅(输出百分比).UPD REAL回路更新时间.PV REAL已标定的过程变量PV 值.ERR REAL已标定的误差值.OUT REAL输出百分比.PVH REAL过程变量上限报警值.PVL REAL过程变量下限报警值.DVP REAL正偏移报警值.DVN REAL负偏移报警值.PVDB REAL过程变量报警死区.DVDB REAL偏移报警死区.MAXI REAL最大过程变量PV值(未标定的输入).MINI REAL最小过程变量PV值(未标定的输入).TIE REAL手动控制的牵引信号.MAXCV REAL最大控制变量CV值(对应于100%).MINCV REAL最小控制变量CV值(对应于0%).MINTIE REAL最小牵引TIE值(对应于100%).MAXTIE REAL最大牵引TIE值(对应于0%).DATA[17]REAL DATA[17]中各元素存储.DATA[0]积分累加值.DATA[1]微分平滑临时数据.DATA[2]前一次.PV值.DATA[3]前一次.ERR值.DATA[4]前一次有效.SP值.DATA[5]百分比标定常数.DATA[6] .PV的标定常数.DATA[7]微分定标常数.DATA[8]前一次KP值.DATA[9]前一次KI值.DATA[10]前一次KD值.DATA[11]相关增益KP.DATA[12]相关增益KI.DATA[13]相关增益KD.DATA[14]前一次.CV值.DATA[15] .CV的缩小标定常数.DATA[16]牵引值的最小标定常数PID控制诸如流量、压力、温度、或液位等过程变量。
PID指令通常收到来自模拟量输入模块的过程变量PV,并且通过模拟量输出模块调节控制变量的输出CV,以保持过程控制量保持在希望的设定点上。
该指令的故障条件是:.UPD≤0,故障类型:4,代码:35;设定点超出范围,类型:4,代码:36。
TAB表设置:控制实例:PID控制方程又独立增益和相关增益两种。
方程如下:增益项目|微分|方程---------------------------------------------------------------------------------- 相关增益|偏差(E)||过程变量PV|E=SP-PV,|过程变量PV|E=PV-SP,-----------------------------------------------------------------------------------独立增量|偏差(E)||过程变量PV|E=SP-PV,|过程变量PV|E=PV-SP,---------------------------------------------------------------------式中:Kp 比例增益Kp=Ki 无量纲;Ki 积分增益,与Ti (积分时间)可转换Ki =Kc/60Ti;Kd微分增益与Td(微分时间)可转换Kd =Kd (Td )60;Kc控制器增益;BIAS前馈或偏滞;CV控制变量;dt 回路更新时间。
如果不想用PID的某一项,仅需设置其增益为零即可。
PID指令的手动输出模式有两种,包括软件手动(.SWM),手动(.MO)。
软件手动是通过软件设定输出百分比,一般由操作员输入;手动是把牵引值作为输入,通过调节其中变量以产生相同的输出,牵引(TIEBACK)的输入一般来自硬件的手控或自控工作站。
PID指令提供由手动转自动的无冲击转换模式。
PID指令反相计算使.CV跟随手动模式设定的输出,或手动模式的牵引值所需要的积分累加项的值,所以无冲击;即使没有使用积分控制,也能提供无冲击转换,PID指令会修改.BIAS,是.CV跟踪手动设定的输出或牵引值,.BIAS会保持最后的值。
当然也可以置位PID数据结果体.NOBC,PID指令将不反相计算,即不再提供无冲击转换。
PID指令回路更新时间,即对过程变量的采样周期,对于变化较慢的变量,如温度,可以1秒或更长的时间;变化较快的量,如压力、流量,可以250ms;更快的如卷扬机的张力要10ms 或更快。
PID指令本身的运算也需要时间,所以需要把指令的执行和过程变量PV的采样周期同步。
执行PID指令最简单的方法是把PID指令放在周期性任务中,设定回路更新时间等于周期性任务的时间,并保证PID指令每次扫描周期性任务都执行,例如使用一个无条件的梯级。
当使用周期性任务时,要确保处理器更新过程变量所以需要的输入比周期性任务快得多5-10倍,例如PID回路处理一个需250ms的周期性任务,使用250ms的更新回路时间.UPD=25,并配置输入模块至少25-50ms产生一次数据。
执行PID指令的另外一种方法是把指令放在连续任务中,并用计时器的完成位来触发PID指令,但精度稍微差点。
执行PI指令最准确的方法是利用1756模拟量输入模块的实时采样特性,每采样一个数据,更新由模块产生的滚动时间标记Rolling Time Stamp,监视时间标记,当变化时,就已经收到一个新的过程变量,就执行PID指令。
故回路更新时间设置位RTS时间。
为保证不错过所有过程变量的采样,应以比RTS更快的速度执行逻辑指令。
例如RTS=250ms,则可把PID指令放在100ms周期性任务中,甚至可以放在连续的任务中,只要保证其程序逻辑能比250ms更快更新即可。
下面就是用RTS要执行PID指令,PID指令执行与否和输入的模拟变量有关,如果输入模块错误,或被拿掉,则控制器收不到时间标志,将停止执行PID指令,强制变为软件手动输出模式,并每次扫描时执行回路控制,这样操作员就能在手动模式改变PID回路输出。
当控制器从编程转到运行状态或上电时,PID指令可以配合1756模拟量输出模块,以支持无冲击转换。
当模拟量输出模块出错或编程时,模拟量输出模块将其输出设置为配置时指定的错状态值,当控制器和模块通讯上了或由编程模式转到运行模式时,通过使用PID指令参数的初始化保持位和初始化保持值,自动重新配置,使其控制输出等于模拟量输出。
PID的微分平滑器,是一个低通滤波器,这种平波作用影响采用较大的增益,所以,过程控制中需要较大的微分Kd>10时,应禁止微分平滑(No Derivative Smoothing)或在PID结构体中置位.NDF位。
PID的死区控制,简而言之就所设定一个误差范围,在这个误差范围内,输出不发生变化,可以减少最终设备的磨损。
用死区控制时,控制变量一定要用REAL型数据,否则在死区会被强制为零。
不用时可在配置列表设置禁止过零死区(No zero crossing for beadband)或置位.NOZC。
PID指令的前馈或偏滞,通过把.BIAS送到PID指令的前馈/偏滞值,以补充来自系统的干扰。
当未使用积分时,使用一定的前馈/偏滞值可以保持输出量PV接近设定点。
级串回路,即把一个回路的输出百分比给另外一个PID的设定点,来级联两个回路。
从回路基于MAXS和MINS,自动转换主回路的百分比为工程单位,作为从路的设定点。
比率控制,可以通过MUL指令保证两个量具有一定的比率。
目的数为控制数(PID指令使用的结果设定点),A为非受控量,B比率。
在实际调试中,只能先大致设定一个经验值,然后根据调节效果修改。
对于温度系统:P(%)20--60,I(分)3--10,D(分)0.5--3对于流量系统:P(%)40--100,I(分)0.1--1对于压力系统:P(%)30--70,I(分)0.4--3对于液位系统:P(%)20--80,I(分)1--5参数整定找最佳,从小到大顺序查先是比例后积分,最后再把微分加曲线振荡很频繁,比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳曲线偏离回复慢,积分时间往下降曲线波动周期长,积分时间再加长曲线振荡频率快,先把微分降下来动差大来波动慢。
微分时间应加长理想曲线两个波,前高后低4比1 一看二调多分析,调节质量不会低。