FX2N系列PLC的PID运算指令

    (1) PID运算指令的助记符、指令代码、操作数及程序步如表6- 94所列。

    表6 - 94   PID运算指令

 

    (2)指令梯形图如图6-157所示。

 

    图6 - 157   PID运算指令梯形图

    (3)指令说明：

    ①PID指令用的算术表达式为

 

式中  KP-比例放大系数，由[S3]+3设定；

    δ-偏差，偏差=当前值（反馈值）-设定值（目标值）；

    KD-微分放大系数，由[S3]+5设定；

    TD-微分时间常数，由[S3]+6设定；

    Tr-积分时间常数，由[S3]+4设定。

    ②本指令是将当前过程值[S2]与设定值[S1]之差（偏差）送到PID环节中计算，得到当前输出控制值送到目标[D]中。[S3]指定PID运算的参数表首地址，该参数表需占用25个数据寄存器，因而首元件号不可大于D7975。本指令在编程时可多次使用，但应注意各PID环节占用的数据寄存器D不可重复。PID指令有特定出错码，出错标志为M8067，相应的出错码存放在D8067。

    ③PID参数表占用[S3]指定的首元件开始的连续25个数据寄存器。用保持型数据寄存器以保持所设参数。参数表中一部分必须由用户在PID运算前用指令写入，一部分留作内部运算用，还有一部分是存放运算结果的。

    [S3]    采样时间(Ts:) 1ms- 32767ms

    [S3]+1  动作方向(ACT)bit0 0：正动作1：逆动作

    bit1 0：输入量报警OFF    1：输入量报警ON

    bit2 0：输出量报警OFF    1：输出量报警ON

    bit3：保留

    bit4 0：自动调谐OFF    1：自动调谐ON

    bit5 0：输出值上、下限设定OFF  1：输出值上、下限设定ON

    bit6 - bit15保留

    另外，不要使bit5和bit2同时处于ON

    [S3]+2输入滤波常数(a)  0-99%    0时没有输入滤波

    [S3]+3  比例增益(Kp)    1-32767( 0-10)

    [S3]+4积分时间(Ti)    0-32767(%)    0时作为∞处理（无积分）

    [S3]+5微分增益(KD)    1- 100(%)    0时无微分增益

    [S3]+6微分时间(TD)    3- 32767(×10ms)0时无微分处理

    [S3]+7

    [S3]+19 PID    PID运算的内部处理占用

    [S3]+20过程量最大增量值0- 32767([S3]+1<ACT>的bit1=1时有效)

    [S3l+21过程量最大减量值0- 32767([ S3]+I<ACT>的bit1=1时有效)

    [S3]+22输出增量报警设定值0- 32767([S3]+1<ACT>的bit2=1，bit5=0时有效）

    另外，输出上限设定值-32768 - 32767([S3]+1<ACT>的bit2=0，bit5=1时有效)

    [S3] +23输出减量报警设定值0- 32767([S3]+1<ACT>的bit2=1，bit5=0时有效)

    另外，输出下限设定值-32768 - 32767([S3]+1<ACT>的bit2=0，bit5=1时有效)

 

    但[S3] +20 -[S3]+ 24在[S3]+1<ACT>的bit1=1，bit2=1或bit5=1时被占用。

    ·PID指令在定时器中断、子程序、步进梯形图、跳转指令中也可使用。在这种情况下执行PID指令前清除[S3]+7后再使用。

    ·采样时间Ts的最大误差为-(1扫描周期+1ms)-+1扫描周期。Ts的数值较小时，这种误差将成为问题。在这种情况下，执行恒定扫描模式或在定时器中断程序中编程，以解决该问题，如图6-158所示。

 

    图6-158  在定时中断用PID指令梯形图

    ·输入滤波常数有使测定值变化平滑的效果。

    ·微分增益有缓和输出值急剧变化的效果。

    ·动作方向([S3]+1<ACT>)。

    正动作是指当前值大于设定值SV时，加大执行量。例如，空调控制，空调未启动时室温上升，超过设定值，则启动空调。

    逆动作是指当前值小于设定值SV时，加大执行量。例如，加热炉，当炉温低于设定值时必须投入加热装置以升高炉温。

    ①动作方向：bit0=0为正动作，bit0=1为逆动作。

    ②输出值上、下限设定[bit5]：输出值上、下限设定有效([S3]+1<ALT>的bit5=1)的情况下，输出值如图6 - 159所示。如果使用这种设定，也有抑制PID控制的积分项增大的效果。另外，使用这个功能时，必须使[S3] +1(ACT)的bit2设为OFF。

 

    图6 – 159  上、下限设定

    ③报警设定（过程量、输出量）[bit1，bit2]：

    使[S3]+1<ACT>的bit1、bit2 ON后，可以监察过程量和输出量。过程量、输出量与[S3]+20 - [S3]+23的值进行比较，超过设定值时，报警标志[S3] +24的相应各bit在该PID指令执行后立刻ON(图6-160)。但是，[S3] +21、[S3] +23作为报警值使用时，设定值作为负值处理。另外，使用输出变化量的报警功能时，[S3]+1<ACT>的bit5必须被设置为OFF。

 

    图6 – 160  报警设定

    (a)过程量(bit=1)；(b)输出量(bit=1)。

    (a)变化量是：上次采样值一本次采样值=变化量。

    (b)报警标志的动作是([S3]+24)。