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          • 所在地 上海市
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          更新時間:2020-08-26 14:48:08瀏覽次數(shù):141

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          為了達到 PID 自動/手動控制的無擾動切換,需要在編程時注意一些相關(guān)事項。下面分別就直接使用 PID 指令編程,和使用 PID 向?qū)Ь幊虄煞N情況作一介紹。

          1.直接使用 PID 指令編程時的 PID 自動/手動無擾切換

          直接使用 PID 指令塊編寫 PID 控制程序時,可以簡單地使用“調(diào)用/不調(diào)用”指令的方式控制自動/手動模式。因為 PID 指令本身已經(jīng)具有實現(xiàn)無擾動切換的能力,此時在 PID 指令控制環(huán)節(jié)之外編程沒有多大必要。

          PID 指令的 EN 輸入端使能(為“1”)時,我們認為是自動控制模式;EN 輸入端未使能(為“0”)時,我們認為是手動控制模式。

          PID 指令本身有一個“能流歷史狀態(tài)位”,以記錄指令的狀態(tài)切換。在 EN 端從“0”變?yōu)?rdquo;“1”時,PID 指令認為這是從“手動”模式向“自動”模式切換。PID 指令此時會自動執(zhí)行一系列動作,以配合無擾動切換:

          • 使設(shè)定值( SPn) = 當前過程反饋變量(PVn)
          • 設(shè)置上次采樣過程變量(PVn-1) = 當前過程反饋變量(PVn)
          • 設(shè)置積分偏差和(或所謂積分前項)(Mx) = 當前輸出值(Mn)

          使設(shè)定值等于當前反饋值可以避免出現(xiàn)偏差,使之不存在調(diào)整的要求;當然如果有工藝要求,也可以后續(xù)調(diào)整設(shè)定值。其他的動作都是為了使 PID 在后續(xù)的操作中不改變輸出的值。

          在編程時要注意:

          • 從自動模式向手動模式切換時,PID 指令的 EN 端不再有能流,計算停止,輸出值 Mn 不再變化。此時如果需要操作人員人工觀察控制的結(jié)果,手動控制輸出量,就可以通過用戶程序直接改變回路表中的輸出值存儲單元內(nèi)容(見數(shù)據(jù)塊或系統(tǒng)手冊的相關(guān)部分內(nèi)容)。如果有必要,操作人員的操作可能要進行一些標準化換算。
          • 為保證從手動模式向自動模式的切換無擾動,需要在手動控制時,或在切換過程中,禁止對 PID 回路表中設(shè)定值的更新,以便切換時 PID 指令用當前過程反饋值替代設(shè)定值。切換完成后,操作人員可以調(diào)整設(shè)定值。

          2.使用 PID 向?qū)Ь幊虝r的 PID 自動/手動無擾切換

          使用 PID 指令向?qū)Ь幊虝r,指令向?qū)詣诱{(diào)用 PID 指令,并且編寫外圍的控制變量標準化換算、定時采樣等功能。用戶在使用 PID 指令向?qū)r,需要在用戶程序中用 SM0.0 調(diào)用指令向?qū)傻淖映绦颍ㄈ?PIDx_INIT 子程序)。PID 向?qū)Э梢陨蓭ё詣?手動切換功能的子程序,這個子程序使用一個數(shù)字量點為“1”、“0”的狀態(tài)來控制是否投入 PID 自動控制。

          到目前為止(STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5),使用 PID 向?qū)傻淖映绦驎r,由于用戶程序不能直接使用 PID 指令,它的無擾切換能力因為隔了外殼子程序,所以受到了局限。如果對無擾切換要求比較嚴格,需要另外編一些程序加以處理。

          考察如下 PID 控制子程序。

          圖 4.1.1. PID 向?qū)傻闹噶?/p>

          圖中:

          1. 過程反饋量
          2. 設(shè)定值,實數(shù)
          3. 自動/手動控制,“1”=自動,“0”=手動
          4. 手動控制輸出值,0.0 - 1.0 之間的一個實數(shù)
          5. PID 控制輸出值

          要實現(xiàn)無擾動切換,必須:

          • 在從自動向手動切換時,使手動輸出值(VD2004)等于當前的實際控制輸出值;
          • 在從手動向自動切換使,使設(shè)定值相當于當前的過程反饋值。

          為此,可編寫類似下圖所示的程序,放在 PID 控制子程序之前:

          4.1.2. 無擾切換處理程序

          圖中:

          1. 自動/手動切換控制點
          2. 從自動向手動切換時,使手動輸出值等于實際當前值
          3. 從手動向自動切換時,把當前反饋量換算為相應(yīng)的給定值

          上述程序中的 Scale_I_to_R 就是量程變換指令庫中的子程序。這是為了解決過程反饋與設(shè)定值之間的換算問題。用戶也可以自己編程換算,或者根據(jù)反饋與給定的取值范圍決定是否需要換算。

          此段程序適用于 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 及以前版本,僅供參考,如果在實際項目中使用,上述程序未必一定適用。用戶需要根據(jù)實際工藝決定自己的編程思路。

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