PID控制-----闭环回路定值控制原理三菱PLC之PID应用讲解在工业控制中，PID控制（比例-积分-微分控制）得到了广泛的应用，这是因为PID控制具有以下优点：1）不需要知道被控对象的数学模型。实际上大多数工业对象准确的数学模型是无法获得的，对于这一类系统，使用PID控制可以得到比较满意的效果。据日本统计，目前PID及变型PID约占总控制回路数的90%左右。2）PID控制器具有典型的结构，程序设计简单，参数调整方便。3）有较强的灵活性和适应性，根据被控对象的具体情况，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、积分分离式PID、变速积分PID等。随着智能控制技术的发展，PID控制与模糊控制、神经网络控制等现代控制方法相结合，可以实现PID控制器的参数自整定，使PID控制器具有经久不衰的生命力。2.PLC实现PID控制的方法如图6-35所示为采用PLC对模拟量实行PID控制的系统结构框图。用PLC对模拟量进行PID控制时，可以采用以下几种方法：图6-35用PLC实现模拟量PID控制的系统结构框图1）使用PID过程控制模块。这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的，并存放在模块中，用户在使用时只需要设置一些参数，使用起来非常方便，一块模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。但是这种模块的价格昂贵，一般在大型控制系统中使用。如三菱的A系列、Q系列PLC的PID控制模块。2）使用PID功能指令。现在很多中小型PLC都提供PID控制用的功能指令，如FX2N系列PLC的PID指令。它们实际上是用于PID控制的子程序，与A/D、D/A模块一起使用，可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果，价格却便宜得多。3）使用自编程序实现PID闭环控制。有的PLC没有有PID过程控制模块和PID控制指令，有时虽然有PID控制指令，但用户希望采用变型PID控制算法。在这些情况下，都需要由用户自己编制PID控制程序。3.FX2N的PID指令PID指令的编号为FNC88，如图6-36所示源操作数［S1］、［S2］、[S3]和目标操作数[D]均为数据寄存器D，16位指令，占9个程序步。［S1］和［S2］分别用来存放给定值SV和当前测量到的反馈值PV，［S3］~[S3]＋6用来存放控制参数的值，运算结果MV存放在［D］中。源操作数［S3］占用从［S3］开始的25个数据寄存器。图6-36PID指令PID指令是用来调用PID运算程序，在PID运算开始之前，应使用MOV指令将参数（见表6-3）设定值预先写入对应的数据寄存器中。如果使用有断电保持功能的数据寄存器，不需要重复写入。如果目标操作数[D]有断电保持功能，应使用初始化脉冲M8002的常开触点将其复位。表6-3PID控制参数及设定源操作数参数设定范围或说明备注［S3］采样周期（Ts）1~32767ms不能小于扫描周期［S3］+1动作方向（ACT）Bit0:0为正作用、1为反作用Bit1:0为无输入变化量报警1为有输入变化量报警Bit2:0为无输出变化量报警1为有输出变化量报警Bit3~Bit15不用［S3］+2输入滤波常数（L）0~99（%）对反馈量的一阶惯性数字滤波环节［S3］+3比例增益（Kp）1~32767（%）［S3］+4积分时间（TI）0~32767（×100ms）0与∝作同样处理［S3］+5微分增益(KD)0~100（%）［S3］+6微分时间（TD）0~32767（×10ms）0为无微分［S3］+7~[S3]+19——PID运算占用［S3］+20输入变化量（增方）警报设定值0~32767［S3］+21输入变化量（减方）警报设定值0~32767［S3］+22输出变化量（增方）警报设定值0~32767［S3］+23输出变化量（减方）警报设定值0~32767由用户设定ACT（［S3］+1）为K2~K7时有效，即ACT的Bit1和Bit2至少有一个为1时才有效；［S3］+24警报输出Bit0:输入变化量（增方）超出Bit1:输入变化量（减方）超出Bit2:输出变化量（增方）超出Bit3:输出变化量（减方）超出当ACT的Bit1和Bit2都为0时，［S3］+20~［S3］+24无效PID指令可以同时多次使用，但是用于运算的[S3]、[D]的数据寄存器元件号不能重复。PID指令可以在定时中断、子程序、步进指令和转移指令内使用，但是应将［S3］＋7清零（采用脉冲执行的MOV指令）之后才能使用。控制参数的设定和PID运算中的数据出现错误时，“运算错误”标志M8067为ON，错误代码存放在D8067中。PID指令采用增量式PID算法，控制算法中还综合使用了反馈量一阶惯性数字滤波、不...
