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PID 组态与调试

 反恐精英秃鹫 2020-08-27
使用 PID 控制器前,需要对其进行组态设置,分为基本设置、过程值设置、高级设置等部分。

PID_Compact 组态界面


基本设置

基本设置  控制器类型

1、 为设定值、过程值和扰动变量选择物理量和测量单位。
2、 正作用:随着 PID 控制器的偏差增大,输出值增大。反作用:随着PID控制器的偏差增大,输出值减小。PID_Compact 反作用时,可以勾选“反转控制逻辑”;或者用负比例增益。
3、要在 CPU 重启后切换到“模式”(Mode) 参数中保存的工作模式,请勾选“在 CPU 重启后激活模式”。

PID_Compact > 基本设置 > 控制器类型

基本设置  定义 Input/Output 参数

定义 PID 过程值和输出值的内容,选择 PID_Compact 输入、输出变量的引脚和数据类型。 

. PID_Compact > 基本设置 > 定义 Input/Output

过程值设置

过程值设置  过程值限值

首先,过程值上限下限是可以修改的,过程值上限初始值为120,过程值下限初始值为0。
但,修改过程值上下限必须满足过程值下限<过程值上限。如果过程值超出限值,就会报错(具体报错在最后,已一一给出)。

过程值限值修改

过程值设置  过程值标定

1、当且仅当在上面基础设置中的定义 Input/Output 参数输入选择为 “Input_PER(模拟量)” 时,才可组态过程值标定。
2、如果过程值与模拟量输入值成正比,则将使用上下限值对来标定 Input_PER。
3、 必须满足标定的过程值上限>标定的过程值下限。

过程值标定

高级设置

高级设置  过程值监视

1、过程值的监视限值范围需要在过程值限值范围之内。
2、过程值超过监视限值,会输出警告。过程值超过过程值限值,PID输出报错,切换工作模式。

过程监控值设置与过程值限对比

高级设置-- PWM 限制

输出参数 Output 中的值被转换为一个脉冲序列,该序列通过脉宽调制在输出参数 Output_PWM 中输出。在 PID 算法采样时间内计算 Output,在采样时间 PID_Compact 内输出 Output_PWM。

PID_Compact 的 PWM 输出原理

1、为最大程度地减小工作频率并节省执行器,可延长最短开/关时间。
2、 如果要使用 “Output” 或 “Output_PER”,则必须分别为最短开关时间组态值 0.0。
3、 脉冲或中断时间永远不会小于最短开关时间。例如,在当前 PID 算法采样周期中,如果输出小于最短接通时间将不输出脉冲,如果输出大于(PID 算法采样时间-最短关闭时间) 则整个周期输出高电平。
4、 在当前 PID 算法采样周期中,因小于最短接通时间未能输出脉冲的,会在下一个 PID 算法采样周期中累加和补偿由此引起的误差。
注意:最短开/关时间只影响输出参数 Output_PWM,不用于 CPU 中集成的任何脉冲发生器
 

高级设置--输出值限值

1、在“输出值的限值”窗口中,以百分比形式组态输出值的限值。无论是在手动模式还是自动模式下,都不要超过输出值的限值。
2、手动模式下的设定值 ManualValue,必须介于输出值的下限与输出值的上限之间的值。
3、如果在手动模式下指定了一个超出限值范围的输出值,则 CPU 会将有效值限制为组态的限值。
4、PID_compact 可以通过组态界面中输出值的上限和下限修改限值。最广范围为 -100.0 到 100.0,如果采用 Output_PWM 输出时限制为 0.0 到 100.0 。

过程监控值设置和过程值限对比

高级设置--对错误的响应

a. 在 PID Compact V1 时,如果 PID 控制器出现错误,PID 会自动切换到“未激活”模式。在 PID_Compact V2 时,可以预先设置错误响应时 PID 的输出状态,如图 13 所示。以便在发生错误时,控制器在大多数情况下均可保持激活状态。
b. 如果控制器频繁发生错误,建议检查 Errorbits 参数并消除错误原因。

PID 组态高级设置_对错误的响应

高级设置--手动输入 PID 参数

1、在 PID Compact 组态界面可以修改 PID 参数,通过此处修改的参数对应工艺对象背景数据块 > Static > Retain > PID 参数。
2、通过组态界面修改参数需要重新下载组态并重启 PLC。建议直接对工艺对象背景数据块进行操作。

控制器结构:PID:预调节和精确调节期间计算PID参数。

PI:预调节和精确调节期间计算PI参数。

.PID 组态高级设置_手动输入 PID 参数

PID的调试

1、上面组态PID参数在这以百分比示例设定值,过程值,输出值都在0到1之间。

2、过程值转化为0-1之间的数值

3、设定值转换为0-1之间的数值

4、输出值标准化转换为0-1之间数值

5、输出值比例放大最终作用到比例阀

6、PID调试面板可以很方便助你确认 PID参数 先预调节完成再精确调节上传参数

7、把比例参数 积分参数 微分参数 循环参数做到上位机可调整

报错代码及对应原因

根据组态界面所设置的“对错误的响应”,不同错误的响应状态也不一样,如下表所示:

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