西门子pid控制实例
问题描述
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给你个Step 7写的位置式PID控制的FC模块。
带"_IN"与带"_OUT"的变量，如果前缀是一样的，要求连接同一个变量。硬件方面需要只需要模拟量输入和模拟量输出模块各一个。FUNCTION FC1 : VOIDVAR_INPUTRun:BOOL;//True-运行，False-停止Auto:BOOL;//True-自动，False-手动ISW:BOOL;//True-积分有效，False-积分无效DSW:BOOL;//True-微分有效，False-微分无效SetMV:REAL;//手动时的开度设定值SVSW:REAL;//当设定值低于SVSW时，开度为零PV:REAL;//测量值SV:REAL;//设定值DeadBand:REAL;//死区大小PBW:REAL;//比例带大小IW:REAL;//积分带大小DW:REAL;//微分带大小dErr_IN:REAL;//误差累积LastPV_IN:REAL;//上一控制周期的测量值END_VARVAR_OUTPUTMV:REAL;//输出开度dErr_OUT:REAL;//误差累积LastPV_OUT:REAL;//上一控制周期的测量值END_VARVARErr:REAL;//误差dErr:REAL;//误差累积PBH:REAL;//比例带上限PBL:REAL;//比例带下限PVC:REAL;//测量值在一个控制周期内的变化率，即测量值变化速率P:REAL;//比例项I:REAL;//积分项D:REAL;//微分项END_VARIF Run=1 THENIF Auto=1 THENIF SV>=SVSW THENErr:=SV-PV;PBH:=SV+PBW;PBL:=SV-PBW;IF PV<PBL THENMV:=1;ELSIF PV>PBH THENMV:=0;ELSEP:=(PBH-PV)/(PBH-PBL);//计算比例项//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////以下为积分项的计算//////////////////////////////////////////////////////////////IF ISW=1 THENdErr:=dErr_IN;IF (PV<(SV-DeadBand)) OR (PV>(SV+DeadBand)) THENIF (dErr+Err)<(0-IW) THENdErr:=0-IW;ELSIF (dErr+Err)>IW THENdErr:=IW;ELSEdErr:=dErr+Err;END_IF;END_IF;I:=dErr/IW;dErr_OUT:=dErr;ELSEI:=0;END_IF;/////////////////////////////////////////////以上为积分项的计算////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////以下为微分项的计算//////////////////////////////////////////////////////////////IF DSW=1 THENPVC:=LastPV_IN-PV;D:=PVC/DW;LastPV_OUT:=PV;ELSED:=0;END_IF;/////////////////////////////////////////////以上为微分项的计算///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////IF (P+I+D)>1 THENMV:=1;ELSIF (P+I+D)<0 THENMV:=0;ELSEMV:=P+I+D;END_IF;END_IF;ELSEMV:=0;END_IF;ELSEMV:=SetMV;END_IF;ELSEMV:=0;END_IF;END_FUNCTION进行整定时先进行P调节，使I和D作用无效，观察温度变化曲线，若变化曲线多次出现波形则应该放大比例（P）参数，若变化曲线非常平缓，则应该缩小比例（P）参数。比例（P）参数设定好后，设定积分（I）参数，积分（I）正好与P参数相反，曲线平缓则需要放大积分（I），出现多次波形则需要缩小积分（I）。比例（P）和积分（I）都设定好以后设定微分（D）参数，微分（D）参数与比例（P）参数的设定方法是一样的。当初写这段程序的就是为了使用调功器来控制炉子的温度的，已经在我单位的调功器上运行成功了，还有就是我单位的调功器没有使用微分（D），只是用了比例(P)和积分(I)。
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以下是一个简单的西门子PID控制器的实例：假设我们要设计一个用于温度控制的PID控制器，其中目标温度为40°C，控制器的采样时间为1秒。首先，我们定义PID控制器的参数：比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td。在这个例子中，我们选择Kp=1.0、Ti=2.0和Td=0.5。然后，我们定义一些变量来跟踪控制过程的状态：- current_temp：当前温度- previous_error：上一个采样周期的温度偏差- integral_value：积分项累积的值PID控制器的主要循环如下：
1. 读取current_temp的值。
2. 计算current_temp与目标温度之间的偏差（error = current_temp - target_temp）。
3. 计算比例项（proportional = Kp * error）。
4. 计算积分项（integral = integral_value + (error * Ti)）。
5. 计算微分项（derivative = (error - previous_error) / Td）。
6. 计算PID输出（output = proportional + integral + derivative）。
7. 更新previous_error为当前的error值。8. 将PID输出写入控制系统，例如通过调节加热器的功率。9. 等待1秒，然后返回第1步。在此基本框架下，您可以根据具体的应用场景和系统要求进行进一步的调试和优化。请注意，在实际应用中，您可能还需要添加一些安全措施和限制，例如输出饱和限制、积分限制等，以避免控制过程不稳定或损坏设备。
