西门子控制器S7-1200CPU1217C中央处理单元

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/R 64000.0 AC0 https://累加器中的标准化值
+R 0.5 AC0 https://加上偏置使其落在 0.0 1.0 之间
MOVR AC0 VD100 https://标准化的值存入回路表
回路输出值转换成刻度整数值
回路输出值一般是控制变量 比如在汽车速度控制中可以是油阀开度的设置同时输出是
0.0 1.0 之间的标准化了的实数值在回路输出驱动模拟输出之前必须把回路输出转换成相应的
16 位整数这一过程是给定值或过程变量的标准化转换的反过程该过程的步把回路输出
转换成相应的实数值公式如下
RScal = (M n - Offset) * Span
其中
Rscal 回路输出的刻度实数值
Mn 回路输出的标准化实数值
Offset 单极性为 0.0 双极性为 0.5
Span 值域大小可能大值减去可能小值
单极性为 32,000 (典型值)
双极性为 64,000 (典型值)
这一过程可以用下面的指令序列完成
MOVR VD108,AC0 https://把回路输 出值移入累加器
–R 0.5,AC0 https://仅双极性有此句
*R 64000.0,AC0 https://在累加器中得到刻度值
下一步是把回路输出的刻度转换成 16 位整数可通过下面的指令序列来完成
ROUND AC0 AC0 https://把实数转换为 32 位整数
MOVW AC0, AQW0 https://把 16 位整数写入模拟输出寄存器
正作用或反作用回路
如果增益为正那么该回路为正作用回路如果增益为负那么是反作用回路对于增益为零的积
分或微分控制来说如果积分时间微分时间为正就是正作用回路为负值则是反作
用回路
变量和范围
过程变量和给定值是 PID 运算的输入值因此在回路表中这些值只能被回路指令读而不能改写
输出变量是由 PID 运算产生的所以在每一次 PID 运算完成之后需更新回路表中的输出值输
出值被限定在 0.0 1.0 之间当 PID 指令从手动方式转变到自动方式时 回路表中的输出值可以
用来初始化输出值 (有关 PID 指令的方式详见下面的“控制方式" 一节)
如果使用积分控制积分项前值要根据 PID 运算结果更新这个更新了的值用作下一次 PID 运算
的输入当输出值超过范围 (大于 1.0 或小于 0.0) 那么积分项前值必须根据下列公式进行调整
MX = 1.0 - (MPn + MDn) 当计算输出 Mn > 1.0

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或
MX = - (MPn + MDn) 当计算输出 Mn < 0.0

其中
MX 经过调整了的积分和 (积分项前值)
MPn 第 n 采样时刻的比例项值
MDn 第 n 采样时刻的微分项值
Mn 第 n 采样时刻的输出值
这样调整积分前值一旦输出回到范围后可以提高系统的响应性能而且积分项前值也要限制在
0.0 1.0 之间然后在每次 PID 运算结束之后把积分项前值写入回路表 以备在下次 PID 运算
中使用
用户可以在执行 PID 指令以前修改回路表中积分项前值在实际运用中这样做的目的是找到由于
积分项前值引起的问题手工调整积分项前值时必须小心谨慎还应保证写入的值在 0.0 1.0 之
间
回路表中的给定值与过程变量的差值 ( ) 是用于 PID 运算中的差分运算用户好不要去修改此
值
控制方式西门子控制器S7-1200CPU1217C中央处理单元
S7–200 的 PID 回路没有设置控制方式只要 PID 块有效就可以执行 PID 运算 在这种意义上
说PID 运算存在一种“自动"运行方式当 PID 运算不被执行时我们称之为“手动"方式
同计数器指令相似PID 指令有一个使能位当该使能位检测到一个信号的正跳变 (从 0 到 1) PID
指令执行一系列的动作使 PID 指令从手动方式无扰动地切换到自动方式为了达到无扰动切换
在转变到自动控制前必须用手动方式把当前输出值填入回路表中的 Mn 栏PID 指令对回路表中
的值进行下列动作以保证当使能位正跳变出现时从手动方式无扰动切换到自动方式
l 置给定值 (SPn) 过程变量 (PVn)
l 置过量变量前值 (PVn-1) 过程变量现值 (PVn)
l 置积分项前值 (MX) 输出值 (Mn)
PID 使能位的默认值是 1 在 CPU 启动或从 STOP 方式转到 RUN 方式时建立CPU 进入 RUN 方
式后使 PID 块有效没有检测到使能位的正跳变那么就没有无扰动切换的动作
报警与特殊操作
PID 指令是执行 PID 运算的简单而功能强大的指令如果其他过程需要对回路变量进行 报警等特
殊操作那么可以用 CPU 支持的基本指令实现这些特殊操作功能