西门子NCU数控主板6FC5357-0BB13-0AA1
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PID 指令
PID 回路
PID 回路指令运用以回路表中的输入和组态信息进 行 PID 运算
使 ENO = 0 的错误条件是SM1.1 (溢出) SM4.3 (运行时间) 0006 (间接寻址)
该指令影响下列特殊存储器标志位SM1.1 (溢出)
输入/输出 操 作 数 数据类型
TBL VB BYTE
LOOP 常数 (0 到 7) BYTE
PID 回路指令 (包含比例积分微分回路) 是用来进行 PID 运算但是可以进行这种 PID 运算
的前提条件是逻辑堆栈栈顶 (TOS) 值必须为该指令有两个操作数TABLE 和 LOOP 其中
TABLE 是回路表的起始地址LOOP 是回路号可以是 0 到 7 的整数在程序中多可以用 8 条
PID 指令如果两个或两个以上的 PID 指令用了同一个回路号那么即使这些指令的回路表不同
这些 PID 运算之间也会相互干涉产生不可预料的结果.
回路表包含 9 个参数用来控制和监视 PID 运算这些参数分别是过程变量当前值 (PVn) 过程变
量前值 (PVn-1) 给定值 (SPn) 输出值 (Mn) 增益 (Kc) 采样时间 (Ts) 积分时间 (TI) 微分时
间 (TD) 和积分项前值 (MX)
为了让 PID 运算以预想的采样频率工作PID 指令必须用在定时发生的中断程序中或者用在主程
序中被定时器所控制以一定频率执行采样时间必须通过回路表输入到 PID 运算中
使用 STEP 7-Micro/WIN 32 中的 PID 向导
STEP 7–Micro/WIN 32 提供了 PID 向导指导你定义一个闭环控制过程的 PID 算法选择菜单命令
Tools>Instruction Wizard 然后从指令向导窗口中选择 PID 指令
PID 算法
PID 控制器调节输出保证偏差 (e) 为零使系统达到稳定状态偏差 (e) 是给定值 (SP) 和过程变
量 (PV) 的差PID 控制的原理基于下面的算式输出 M (t) 是比例项积分项和微分项的函数
其中
M(t) PID 回路的输出是时间的函数
Kc PID 回路的增益
e PID 回路的偏差 (给定值与过程变量之差)
Minitial PID 回路输出的初始值
为了能让数字计算机处理这个控制算式连续算式必须离散化为周期采样偏差算式 才能用来计
算输出值数字计算机处理的算式如下
其中
Mn 在第 n 采样时刻PID 回路输出的计算值
Kc PID 回路增益
en 在第 n 采样时刻的偏差值
en – 1 在第 n-1 采样时刻的偏差值 (偏差前项)
KI 积分项的比例常数
Minitial PID 回路输出的初值
KD 微分项的比例常数
从这个公式可以看出积分项是从第 1 个采样周期到当前采样周期所有误差项的函数微分项是当
前采样和前一次采样的函数比例项仅是当前采样的函数在数字计算机中不保存所有的误差
项其实也不必要
西门子NCU数控主板6FC5357-0BB13-0AA1