PID功能指令优点及应用实例

    PID控制器是比例一积分一微分控制(Proportional-Integral-Derivative)的简称，在工业生产中，PID控制得到了广泛应用，PID控制器具有如下优点：

    ●不需要精确的数学模型。由于非线性和时变性，很多工业控制对象难以得到其准确的数学模型，因此，不能使用自动控制理论中的设计方法。对于这类系统，使用PID控制可以得到比较满意的效果。

    ●有较强的灵活性和适应性。积分控制可以消除系统的静差，微分控制可以改善系统动态响应速度，比例、积分、微分控制三者有效的结合就可以满足不同的控制要求。根据被控对象的具体情况，还可以采用各种PID控制的变种和改进的控制方式，如PI、PD、带死区的PID、积分分离PID、变速积分PID等。

    ●PID控制器的结构典型，程序设计简单，工程上易于实现，参数调整方便。用PLC对模拟量进行PID控制时，可采用以下几种方法：

    ●使用PID过程控制模块。

    ●使用PID功能指令。

    ●用自编的程序实现PID闭环控制。

    下面艾特贸易网以CPM2A  CPU60为例，简单介绍使用PID功能指令实现某电动机转速的PID控制。其梯形图程序如图14-5所示。

    图14-5    PID指令使用

    从图中可知，当“PID指令控制”触点ON，则执行本控制程序。这里有用的就只有一条PID指令。这PID指令有3个操作数：DM 942，存储实际值，十六进制格式；DM900，存储控制参数的首地址，占33个字；DM 950，存储PID运算结果，十六进制格式。

    本例的关键是设定好控制参数。本例的各参数设定值如下：

    ●DM 0900: #5F，控制的目标值，十六进制格式，不过这里SF只是转速的象征值。

    ●DM 0901：#40，比例带，BCD格式。

    ●DM 0902：#100，积分常数，BCD格式。

    ●DM 0903：#80，微分常数，BCD格式。

    ●DM 0904：#10，采样周期，BCD格式，单位100ms，本例采样周期为1s。

    ●DM 0905：#0，反向控制。

    ●DM 0906：#0，输入、输出范围为8位，即0~FF。

    这里还对P_CY和P_ER是否ON作了记录，目的是看参数设定是否正确。如图14-5所示，如出现LR1. 000N，说明本指令已执行；如LR1.03 0N，说明执行本指令出错，将得不到预期的结果。

    可知，用PID指令实现控制，编程很简单，一条指令加参数正确设定即可。

    对CPM2系列的PLC，PID指令为扩展指令，使用前应先对其功能号进行设定。设定后还要下载给PLC。在下载前，还应把DM 6602的高字节设为01，这意味着允许下载扩展指令功能码的设定。