进阶应用篇第二三章 _ FBs-PLC的泛用.pdf

文档介绍：第 23 章:FBs-PLC 的通用 PID 控制
PID 控制简介
一般常见的过程控制应用,只要控制组件加工精度够或者控制反应的重现性够好,开环
回路控制就可以满足大部份的应用要求,而且简单容易、成本低廉是最大优点;但随着使用
时间、组件特性变化或受控负载或外界工作环境的变化,开环回路控制因为没有真实将受控
程序的实际量反馈到控制器,因此控制结果可能与实际期望的结果会有些落差,闭环回路 PID
过程控制是用来克服并解决上述缺点的极佳选择。
FBS-PLC 提供软件数字化的 PID 数学表达式,对于一般反应的闭环回路过程控制就可应
付,但对于需要有快速反应的闭环回路控制要使用本功能需要事先评估是否可行。典型的闭
回路程控示意图如下图所示:

控制器选择
根据应用要求,用户可将 PID 控制器设定成比例式控制、比例+积分控制器或比例+积分
+微分控制器;各类控制器的数学式与特性说明如后。
比例式控制器
数字化数学表达式如下:

Mn=(D4005/Pb)×(En)+Bias
Mn :〝n〞时的控制输出量
D4005:增益常数,默认值为 1000;可设定范围为 1~ 5000
Pb :比例带(范围:1~ 5000,单位为 %; Kc(增益)=D4005/Pb)
En :〝n〞时的误差=设定值(SP) −〝 n〞时的过程变数值(PVn)
Ts :比例运算的间隔时间(范围:1~ 3000,单位:)
Bias :偏置输出量(范围:0~ 16383)
比例式控制器运算简单省时,大部份的应用足可胜任;缺点是当设定值有变更时,必须
调整偏置输出量(Bias)来消除稳态误差。
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比例+积分控制器
数字化数学表达式如下:

n
Mn=(D4005/Pb)×(En)+∑[(D4005/Pb)× Ki× Ts× En]+Bias
0
Mn :〝n〞时的控制输出量
D4005:增益常数,默认值为 1000;可设定范围为 1~ 5000
Pb :比例带(范围:1~ 5000,单位为 %; Kc(增益)=D4005/Pb)
En :〝n〞时的误差=设定值(SP) −〝 n〞时的过程变数值(PVn)
Ki :积分常数(范围:0~ 9999,相当于 ~ Repeats/Minute)
Ts :比例+积分运算的间隔时间(范围:1~ 3000,单位:)
Bias :偏置输出量(范围:0~ 16383)
加上积分项的控制器可以消除只有比例式控制器时所产生的稳态 Offset,也就是说可以自
动消除稳态误差。偏置输出量(Bias)可以为 0。
比例+积分+微分控制器
数字化数学表达式如下:

n
Mn=(D4005/Pb)×(En)+ ∑[(D4005/Pb)×Ki× Ts ×En] −[(D4005/Pb)×Td×(PVn−PVn-1 )/Ts]
0
+Bias
Mn :〝n〞时的控制输出量
D4005:增益常数,默认值为 1000;可设定范围为 1~