PLC编程过程控制PID指令的使用方式

使用PLC稳定控制一个连续的对象时，典型的控制方式就是使用PID算法实现控制过程。PID是典型的单输入单输出 控制手段，用于执行根据输入的变化量而改变输出值的控制情况。在使用的过程中，可以依照不同的工艺要求，对PID进行叠加、嵌套等处理。

PID指令使用方法

执行对目标值S1、测量值S2、参数S3~S3+6进行设定的程序后，每隔采样时间S3将运算结 果(MV)保存到输出值D中。

PID指令使用方法

S1：保存目标值(SV)的数据寄存器编号

设置为PID运行的控制目标值（控制过程需要稳定的目标值）。PID指令运行过程中，不修改其变量内部数据。

S2：保存测量值(PV)的数据寄存器编号

设置为PID运行过程中的过程值（控制过程反馈的实时状态值），如恒温控制系统，系统的测量温度值就为过程值，应映射设置到S2。

S3：保存参数的数据寄存器编号

PID运行的过程参数。PLC的PID算法可以配置为自整定方式运行，集成了2种自整定方式。分别为：

1、 极限循环法（占用从S3开始的29个连续地址）

2、阶跃响应法的（占用从S3开始的25个连续地址）

D：保存输出值(MV)的数据寄存器编号

此变量为PID运行过程中，通过反馈状态计算后的控制输出值。

参数说明

PID运行过程参数说明，如下表格所示。其中最最关键的几个参数为：

PID整定过程

经验原则（参考）：

１、先比例，后积分，再微分

２、参数从小到大设置

３、比例超调后，加积分

４、曲线振荡频繁，则加比例

５、大曲线振荡，则减比例

６、曲线偏离回复慢，则降积分

７、曲线波动周期长，则加积分

使用过程中问题点

在设置S3~S3+29这个区域的时候，若设置为掉电保持区域，一定注意不要将D的地址设置为掉电保持区域，否则可能会出现系统抖动；若需要设置到掉电保持区域，则应在初始化的时候，对D地址的值进行复位。

（转载请注明来源函控自动化工程师头条号）

你了解怎么使用西门子plc进行PID编程吗？

1.注意信号区分

注意区分输入端接的是电压信号还是电流信号；输出端是电流信号还是电压信号。在模拟模块上不同信号下的接线方式。

2.了解信号元件

如使用温度变送器，要了解温度变送器测量范围，如0～100℃；输出电流范围4～20mA；分度号是什么，如PT100；接线原理图等。相关输入元件；输出元件在模拟模块上的接线方式。其他如工程要求的精度是多少等。

3.PID设定值

模拟量值和A/D转换值的转换

假设模拟量的标准电信号是A0—Am（如：4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm（如：6400—32000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程：

A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。

根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程：

D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。

具体举一个实例，以S7-200和4—20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：

A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4

假设该模拟量与AIW0对应，则当AIW0的值为12800时，相应的模拟电信号是6400×16／25600＋4＝8mA。

又如，某温度传感器，－10—60℃与4—20mA相对应，以T表示温度值，AIW0为PLC模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：

T=70×（AIW0－6400）／25600－10

可以用T 直接显示温度值。

模拟量值和A/D转换值的转换理解起来比较困难，该段多读几遍，结合所举例子，就会理解。为了让您方便地理解，我们再举一个例子：

某压力变送器，当压力达到满量程5MPa时，压力变送器的输出电流是20mA，AIW0的数值是32000。可见，每毫安对应的A/D值为32000/20，测得当压力为0.1MPa时，压力变送器的电流应为4mA，A/D值为（32000/20）×4＝6400。

由此得出，AIW0的数值转换为实际压力值（单位为KPa）的计算公式为：

VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100（单位：KPa）

假定我们将控制温度定位23.5℃；以单极性为例，首先应确定输入信号是0～10V电压信号还是4～20mA电流信号，这在PID设定值中非常重要。

如是0～10V电压输入信号对应0～32000，温度范围0～100℃，设定值为可直接算出:VD204=23.5/（100-0）=0.235；

若是电流4～20mA，其对应数值应为6400～32000，温度范围0～100℃，则设定值应为0.388。

原因：模拟模块中0～32000对应0～20mA；其中6400～32000对应4～20mA对应0～100℃；这就必须进行相关的计算，23.5℃电流计算方式：

（20-4）：（100-0）=（X-4）:23.5;

解方程：X=7.76(mA)。

设定值：VD204=7.76/20=0.388

4.PID输出值

以单极性为例，应确定输出信号是0～10V电压信号还是4～20mA电流信号对应着0～32000

若是输出信号AQW0对应电压信号，比如0～10V，则AQW0=（实数VD208*32000在转化成整数）即可；

若是输出信号AQW0对应电流信号，比如4～20mA，则AQW0=（实数VD208*32000在转化成整数+6400）。

5.PID恒温控制

通过上机实验可知：PID恒温控制是围绕着设定值进行调节的。若设定温度为23.5℃；当温度低于设定值时，加温蒸汽调节阀始终处于全部打开状态，；当温度达到23.5℃，加温用的蒸汽调节阀开始逐渐关闭，在关闭过程中，温度有可能仍在渐渐上升，温度偏离越大，关闭速度越快；知道全部关闭为止；当温度再次低于设定值时，加温蒸汽调节阀则会逐渐打开，打开速度取决于温度偏离值的大小，偏离越大，打开速度越快；直到温度再次达到设定值。若温度长时间未达到设定值，调节功能会将调节阀全部打开，这就是我所观察到的PID恒温控制情况。所以，我们可以根据实控情况进行必要的编程，有效的利用低于设定值时PID控制时段；切断高于设定值部分的PID控制，在温度高于设定值后，即可根据生产要求干脆部分或全部关闭加温阀。以防温度上升过高。来求得优越的温控效果。

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