ABPID指令的使用及指令详解

AB_PID指令的使用及指令详解PID比例、积分、微分指令，是一条输入指令。其操作数包括：PIDPID结构体；ProcessVariable过程量，即需要控制的量；PVDataType过程量数据类型；ControlVariable控制变量，即用户控制设备的最终值（如;阀，气阀），用死区控制时，则控制变量的数据应为REAL；否则误差在死区时，该点强制为0；CVDataType控制变量的数据类型；PIDMasterLoopPID主回路；Inholdbit初始化保持位；Inholdvalue初始化保持数据；Setpoint设定点（只用于显示当前设定值）；ProcessVariable过程变量（只用于显示整定的过程变量的当前值）；Output%显示输出百分率的当前值。PID结构体，每条PID指令对应一条唯一的PID结构体。其助记符包括:.CTLDINT.CTL的各部分存储下列状态于一个16位字节内。户可以置位或清零下列位位数据类型.EN31BOOL使能指令，输入梯级调节，为真则置位.CT30B00L级联类型（0=从，1=主）.CL29B00L级联回路（0=否，1=是）.PVT28B00L跟踪过程变量（0=否，1=是）.D0E27B00L...的微分（0=PV,1=偏差）.SWM26BOOL软件手动模式（0=否，自动；1=是手动模式）.CA25B00L控制作用（0=SP-PV,1=PV-SP）.M024B00L工作模式（0=自动，1=手动）.PE23BOOLPID方程（0=独立，1=相关）.NDF22BOOL微分平滑处理（0=否，1=是）.NOBC 21BOOL反相偏滞计算（0=否，1=是）.SPREAL设定点.KPREAL独立比例增量（无量纲），相关控制器增量（无量纲）.KIREAL独立积分增量（1/秒），相关积分时间（分钟每循环）.KDREAL独立微分增量（1/秒），相关微分时间（分钟每循环）.BIASREAL前馈或偏滞百分比.MAXSREAL最大工程单位定标值.MINSREAL最小工程单位定标值.DBREAL死区工程单位.SOREAL设置输出百分比.MAXOREAL最大输出限幅（输出百分比）.MINOREAL最小输出限幅（输出百分比）.UPDREAL回路更新时间.PVREAL已标定的过程变量PV值.ERRREAL已标定的误差值.OUTREAL输出百分比.PVHREAL过程变量上限报警值.PVLREAL过程变量下限报警值.DVPREAL正偏移报警值.DVNREAL负偏移报警值.PVDBREAL过程变量报警死区.DVDB REAL偏移报警死区.MAXIREAL最大过程变量PV值（未标定的输入）.MINIREAL最小过程变量PV值（未标定的输入）.TIEREAL手动控制的牵引信号.MAXCV REAL最大控制变量CV值（对应于100%）.MINCV REAL最小控制变量CV值（对应于0%）.MINTIEREAL最小牵引TIE值（对应于100%）.MAXTIE REAL最大牵引TIE值（对应于0%）.DATA[17]REALDATA[17]中各元素存储.DATA[1]微分平滑临时数据.DATA[2]前一次.PV值.DATA[3]前一次.ERR值.DATA[4]前一次有效.SP值.DATA[5]百分比标定常数.DATA[6].PV的标定常数.DATA[7]微分定标常数.DATA[8]前一次KP值.DATA[9]前一次KI值.DATA[10]前一次KD值.DATA[11]相关增益KP.DATA[12]相关增益KI.DATA[13]相关增益KD.DATA[14]前一次.CV值.DATA[15].CV的缩小标定常数.DATA[16]牵引值的最小标定常数PID控制诸如流量、压力、温度、或液位等过程变量°PID指令通常收到来自模拟量输入模块的过程变量PV，并且通过模拟量输出模块调节控制变量的输出CV,以保持过程控制量保持在希望的设定点上。该指令的故障条件是：.UPDWO,故障类型：4,代码：35；设定点超出范围,类型：4,代码：36。TAB表设置：控制实例：PID控制方程又独立增益和相关增益两种。方程如下：增益项目|微分|方程■+S1AS相关增益丨偏差（E） |rr-灶|过程变量PV|E二SP-PV,||过程变量PV|E=PV-SP,独立增量|偏差（E）丨…—：亠「小|过程变量PV|E二SP-PV,：'_ 八…亠；；"|过程变量PV|E=PV-SP, -■■■/■■''■■---式中：Kp比例增益Kp=Ki无量纲；Ki积分增益，与Ti（积分时间）可转换Ki=Kc/60Ti；Kd微分增益与Td（微分时间）可转换Kd=Kd（Td）60；Kc控制器增益；BIAS前馈或偏滞；CV控制变量；dt回路更新时间。如果不想用PID的某一项，仅需设置其增益为零即可。PID指令的手动输出模式有两种，包括软件手动（.SWM），手动（.M0）。软件手动是通过软件设定输出百分比，一般由操作员输入；手动是把牵引值作为输入，通过调节其中变量以产生相同的输出，牵引（TIEBACK）的输入一般来自硬件的手控或自控工作站。PID指令提供由手动转自动的无冲击转换模式。PID指令反相计算使.CV跟随手动模式设定的输出，或手动模式的牵引值所需要的积分累加项的值，所以无冲击；即使没有使用积分控制，也能提供无冲击转换，PID指令会修改.BIAS,是.CV跟踪手动设定的输出或牵引值，.BIAS会保持最后的值。当然也可以置位PID数据结果体.NOBC,PID指令将不反相计算，即不再提供无冲击转换PID指令回路更新时间，即对过程变量的采样周期，对于变化较慢的变量，如温度，可以1秒或更长的时间；变化较快的量，如压力、流量，可以250ms；更快的如卷扬机的张力要10ms或更快。PID指令本身的运算也需要时间，所以需要把指令的执行和过程变量PV的采样周期同步。执行PID指令最简单的方法是把PID指令放在周期性任务中，设定回路更新时间等于周期性任务的时间，并保证PID指令每次扫描周期性任务都执行，例如使用一个无条件的梯级。当使用周期性任务时，要确保处理器更新过程变量所以需要的输入比周期性任务快得多5-10倍，例如PID回路处理一个需250ms的周期性任务,使用250ms的更新回路时间.UPD=25,并配置输入模块至少25-50ms产生一次数据。执行PID指令的另外一种方法是把指令放在连续任务中，并用计时器的完成位来触发PID指令，但精度稍微差点。执行PI指令最准确的方法是利用1756模拟量输入模块的实时采样特性，每采样一个数据，更新由模块产生的滚动时间标记RollingTimeStamp，监视时间标记,当变化时，就已经收到一个新的过程变量，就执行PID指令。故回路更新时间设置位RTS时间。为保证不错过所有过程变量的采样，应以比RTS更快的速度执行逻辑指令。例如RTS=250ms，则可把PID指令放在100ms周期性任务中，甚至可以放在连续的任务中，只要保证其程序逻辑能比250ms更快更新即可。下面就是用RTS要执行PID指令，PID指令执行与否和输入的模拟变量有关，如果输入模块错误，或被拿掉，则控制器收不到时间标志，将停止执行PID指令，强制变为软件手动输出模式，并每次扫描时执行回路控制，这样操作员就能在手动模式改变PID回路输出。当控制器从编程转到运行状态或上电时，PID指令可以配合1756模拟量输出模块，以支持无冲击转换。当模拟量输出模块出错或编程时，模拟量输出模块将其输出设置为配置时指定的错状态值，当控制器和模块通讯上了或由编程模式转到运行模式时，通过使用PID指令参数的初始化保持位和初始化保持值，自动重新配置，使其控制输出等于模拟量输出。PID的微分平滑器，是一个低通滤波器，这种平波作用影响采用较大的增益，所以，过程控制中需要较大的微分Kd>10时，应禁止微分平滑(NoDerivativeSmoothing)或在PID结构体中置位.NDF位。PID的死区控制，简而言之就所设定一个误差范围，在这个误差范围内，输出不发生变化，可以减少最终设备的磨损。用死区控制时，控制变量一定要用REAL型数据，否则在死区会被强制为零。不用时可在配置列表设置禁止过零死区（Nozerocrossingforbeadband）或置位.NOZC。PID指令的前馈或偏滞，通过把.BIAS送到PID指令的前馈/偏滞值，以补充来自系统的干扰。当未使用积分时，使用一定的前馈/偏滞值可以保持输出量PV接近设定点。级串回路，即把一个回路的输出百分比给另外一个PID的设定点，来级联两个回路。从回路基于MAXS和MINS，自动转换主回路的百分比为工程单位，作为从路的设定点。比率控制，可以通过MUL指令保证两个量具有一定的比率。目的数为控制数（PID指令使用的结果设定点），A为非受控量，B比率。在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。对于温度系统：P（%）20—60,I（分）3—10,D（分）对于流量系统：P（%）40--100，I（