PID_3Step V2 组态

1.PID_3Step 工艺功能调用

1.1 加入循环中断程序

图1.1 加入循环中断

循环时间根据所需的运算间隔及控制间隔设置。

1.2 加入 PID 控制程序

图1.2.1 调用 PID_3Step 控制指令

从“工艺”-“PID控制”-“Compact PID”中加入控制指令到 OB30。

加入 PID 指令后，会自动在“工艺对象”中生成与实例名称相同名字的工艺对象。

图1.2.2 调用指令后自动生成工艺对象“PID_3Step_Tech”

1.3 连接 PID 指令管脚

图1.3.1 连接PID指令管脚

连接基于以下示例：

通过控制热冷水混水龙头的阀门，控制最终给定温度；

使用带有阀门执行机构的三通混合阀门。阀门是由数字量双向控制的。这称为三路步进电机控制。通过改变阀门的位置可以实现热水和冷水以任意比率混合，从而控制出水温度。

图1.3.2 示例工艺

具体的 IO 连接如下：

模拟量输入通道“IW 0”（配置 4~20mA）作为控制对象（出水温度）的反馈输入；

模拟量输入通道“IW 2”（配置 4~20mA）作为执行器（阀门执行机构）的反馈输入；

开关量“I 10.0”、“I 10.1”作为执行器的下限位及上限位开关；

开关量 “Q 4.1” 输出时，执行器打开，开关量“Q 4.0” 输出时执行器关闭，都不输出时，执行器停止动作。

2. PID_3Step V2 工艺对象组态

图2 工艺对象组态配置

2.1 基本设置

控制器类型界面可以设置控制器类型、单位、CPU 启动时的模式。

图2.1.1 控制器类型

不勾选“反转控制逻辑”时，增大输出值，过程值也将增大；

勾选“反转控制逻辑”时，增大输出值，过程值将减小；

勾选“CPU 重启后激活 Mode”,CPU 重启后将激活“将 Mode 设置为”里的模块；不勾选时 CPU 重启后切换到“未激活”模式。

Input/Output 参数界面可以选择控制器的输入输出方式。

图2.1.2 Input/Output 参数

过程值反馈“Input”:

选择“Input”: 过程值经过处理成物理量后，连接到指令“Input”管脚；

选择“Input_PER (模拟量)”时：过程值直接连接到指令“Input_PER”管脚，经过过程值标定，转换为物理量。

执行器反馈“Feedback”信号类型选择：

无 Feedback：没有执行器位置反馈信号

Feedback：输入标定后的执行器模拟量反馈信号；

Feedback_PER：输入未标定的执行器模拟量反馈信号。

勾选“执行器停止位”以激活上、下限位功能：

"Actuator_H"：执行器上限停止位；

"Actuator_L"：执行器下限停止位。

PID 输出“Output”类型选择：

Output（数字量）：PID 数字量输出 Output_UP / Output_DN；Output_UP 沿打开状态方向移动阀门，Output_DN 沿关闭状态方向移动阀门；

Output_PER（模拟量）：PID 模拟量输出值范围 0～27648。通过连续信号（如 0...10 V 或 4...20 mA）控制该执行器。Output_PER 的值与阀门的目标位置相对应，例如，当阀门打开 50% 时 Output_PER = 13824。

『注意』当选择 PID 输出为模拟量时，PID_3Step 与 PID_Compact 的自动调节和抗积分饱和功能略有不同。PID_3Step 会将因电机转换时间所致的模拟量输出值对过程的延迟影响考虑在内。如果相关电机转换时间并未影响过程（如使用电磁阀），即 PID 输出值直接且完全影响过程，建议使用 PID_Compact。

2.2 过程值设置

过程值限值界面：设置过程值及设定值的上限、下限。

过程值标定：将模拟量输入值标定为物理量。

图2.2 过程值标定

例如该示例中，过程值连接指令管脚 Input_PER，Input 参数组态为“Input_PER”；使用输入通道“IW0”，配置为 4~20mA 输入，对应物理量为 0~100 度，则在过程值标定界面中设置下限上限为“0~27648”对应“4~20mA”。

2.3 执行器设置

执行器界面：设置执行器工作特性，错误响应。

图2.3.1 执行器设置

执行器特定时间：

“电机转换时间”：执行器动作从下限停止位到上限停止位所需的时间（以秒为单位）；

可通过组态“最短接通时间”和“最短关闭时间”，降低执行器的开关频率，防止执行器损坏，需要在执行器的参数中查找相应的规范。

组态"对错误的响应"，PID_3Step 会在出现错误时生成可编程的输出值：

• 当前值：PID_3Step 关闭，且不再修改执行器位置。
• 发生错误时（错误未决时）的当前值：PID_3Step 的控制器功能被关闭，并且执行器的位置不再发生变化。
• 替代输出值：PID_3Step 将执行器移动到替代输出值位置，然后关闭。
• 错误未决时的替代输出值：PID_3Step 将执行器移动到替代输出值位置。达到替代输出值时，PID_3Step 的响应与处理“错误未决时的当前值”的方式相同。

“输出值限值”，用于组态输出的上限及下限，在输出为“Output(数字量)”及“无 Feedback”时，不能使用。

反馈标定界面可以将模拟量输入值转换为百分数形式。

图2.3.2 反馈标定设置

例如本示例中，“Feedback”反馈模拟量通道“IW2”连接到指令“Feedback_PER” 管脚, 组态 Feedback 为“Feedback_PER”，配置为 4~20mA 输入，对应下限和上限为“0~27648”，则执行器的反馈对应 0~100%。

2.4 高级设置

“过程值监视”

a、过程值的监视限值范围需要在过程值限值范围之内.

b、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。

c、例如如上配置会产生下表的结果：

“PID 参数”

图2.4.2 PID 参数

通过“启用手动输入”，可激活参数的手动输入：

• 比例增益：比例作用P，值越大作用越强；
• 积分作用时间：积分作用 Ti, 值越小作用越强；
• 微分作用时间：微分作用 Td, 值越大作用越强；
• 微分延迟系数：微分作用的延迟时间参数，值越大微分时间越长；
• 比例作用权重：范围 0~1， 值越小，比例作用越弱；
• 微分作用权重：范围 0~1， 值越小，比例作用越弱；
• PID 算法采样时间：与调用 PID 的循环 OB 时间相同，PID 自整定会自动测算更精确的时间；
• 死区宽度：当过程值在设定值死区范围内波动时，输出不再变化。

更多内容可访问：

PID_3Step V2 介绍

PID_3Step V2 参数

PID_3Step V2 自整定

PID_3Step V2 使用 PLCSIM 仿真

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