水箱水位PLC控制------课题（三）.ppt

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1、水箱水位PLC控制------课题（三）***20**年**月**日1任务导入任务：水箱水位PLC控制，被控对象为保持一定压力的供水水箱，给定量为满水位的75%，控制量为水箱注水的调速电动机的调速，调节量是其水位（单极性信号），由水位计检测后经A/D转换送入PLC，PLC执行PID指令后以单极性信号经D/A转换送出，用于控制电动机的调速，使水箱水位实现恒定控制？2预备知识在工程实际应用中，当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型，而控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定

2、，这时应用PID控制技术最为方便。典型PID回路控制系统如图1所示：比例（P）控制积分（I）控制微分（D）控制3预备知识1．PID算法：1）连续系统PID算法其中：KC为比例系数，PID回路的增益，用来描述PID回路的比例调节作用；M(t)为PID回路的输出，是时间函数，决定执行器的具体位置；TI为PID回路的积分时间，决定积分作用的强弱；TD为PID回路的微分时间，决定微分作用的强弱；e为PID回路的偏差（给定值SP和过程变量PV之差）；Minital为PID回路输出的初始值，即e=0时的阀位开度。4预备知识1．PID算法2）

3、离散系统PID算法其中:Mn为采样时刻n的回路输出计算值；MPn为采样时刻n的回路输出比例项值；MIn为采样时刻n的回路输出积分项值；MDn为采样时刻n的回路输出微分项值。5预备知识2．PID控制回路参数表序号偏移地址域格式类型说明10过程变量PVn双字-实数输入在0.0～1.0之间24设定值SPn双字-实数输入在0.0～1.0之间38输出Mn双字-实数输入/输出在0.0～1.0之间412增益KC双字-实数输入可以为整数或负数516采样时间TS双字-实数输入以秒为单位，必须为整数620积分时间TI双字-实数输入以分钟为单位，必须

4、为整数724微分时间TD双字-实数输入以分钟为单位，必须为整数828积分前项MX双字-实数输入/输出在0.0～1.0之间932过程变量前项PVn-1双字-实数输入/输出最后一次运算的PID过程变量说明：•表中偏移地址表示相对于参数表首地址的字节偏移量n。•9个参数均为实型数据，分别占用4个字节存储单元，共36个字节的存储空间。•参数2、4、5、6、7的数值固定不变，可以在程序中预先设定并填入表中；•参数1、3、8、9的数值具有实时性，必须在调用PID指令时才可以填入表中。6预备知识3．PID指令格式及功能指令格式功能描述使能输入

5、有效时，PID调节指令对TBL为起始地址的PID参数表中的数据进行PID运算。说明：•LOOP为PID调节回路号，可在07范围选取。为保证控制系统的每一条控制回路都能正常得到调节，必须为调节回路号LOOP赋不同的值，否则系统将不能正常工作。•TBL为与LOOP相对应的PID参数表的起始地址。•CPU212、CPU214无此指令。7预备知识4．PID指令的使用PID指令的使用描述参数表初始化将设定值SPn、增益Kc、采样时间Ts、积分时间TI、微分时间TD按照地址偏移量写入变量寄存器V中工作方式切换手动工作方式切换到自动工作方式：

6、应将手动工作方式中设定的输出值写入PID参数表，并使SPn=PVn、PVn=PVn-1、积分和=输出值调节类型选择PD调节：应将积分时间TI→∞，由于积分和初始值不一定为0，故即使没有积分作用，积分项也不一定为0PI调节：应将微分时间TD设置为0ID调节：应将增益Kc设置为0，由于增益Kc同时影响积分项和微分项，故用于积分项和微分项的增益Kc约定为1数据归一化处理PID回路输入数据归一化：PID回路有设定值SP和过程量PV两个输入量，PID指令进行运算前必须先把16位整数转成浮点型实数，然后将实数转成0.0～1.0之间的标准化实

7、数。PID回路输出数据归一化：PID回路输出一般是控制变量，而PID回路输出是0.0～1.0之间的标准化实数，必须将回路输出转成相应的实际实数数值。8预备知识注：·手动工作方式是指不执行PID运算方式，自动工作方式是指周期性地执行PID运算方式。·PID回路输入量转成0.0～1.0之间的标准化实数是指CPU从模拟量输入模块采集到的过程量都是实际的工程量，其幅度、范围和测量单位都会不同。在PLC内部进行数据运算之前，必须将这些值转换为无量纲的标准化格式，即0.0～1.0之间的标准化实数。标准化过程算式如下：RS=RR/SP+E其中

8、RS是工程实际值的标准化值；RR是工程实际值的实数形式值；SP是最大允许值减去最小允许值，通常取32000（对于单极性）和64000（对于双极性）；E对于单极性值取0，对于双极性值取0.5。4．PID指令的使用9一、任务训练请同学们把书翻到P151面，完成教材给