Rockwell(AB)_PID指令详解

Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.(Confidential–ForInternalUseOnly)InsertPhotoHere1PIDInstrument-HowtouseGeorgeXuRockwellAutomationOEM(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.2AgendaSample1.PID手动模式2.PID自动模式及设置Example•结构体：PID_Structure(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.3(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.4PID手动模式共有两种手动模式手动(Tag：PID_Structure.MO)软件手动(Tag：PID_Structure.SWM)两种方式都可选定，但手动会覆盖软件手动。手动牵引值(Tieback)(Tag：PID_Structure.TIE)最大牵引值(Tag：PID_Structure.MAXTIE)最小牵引值(Tag：PID_Structure.MINTIE)手动的原理是：根据最大/最小牵引值按比例，将Tieback值标定成一个0%到100%范围内的牵引值，然后作为PID调节器的输出。PID手动•PID指令的输出锁定在56.8%–56.8%=5680/10000–输出牵引值PID_Structure.TIE=56.8–软件手动设定输出PID_Structure.SO被修改为56.8，但该值不启作用(即使置位PID_Structure.SWM,该值也将被手动模式屏蔽)•不同于下图，也可由模拟量输入通道来进行PID牵引，如：将Tieback变量换成Local:0:I.Ch0Data，再根据模块的通道参数设定PID中的最大最小牵引值。(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.5PID–软件手动•只采用软件手动时：–PID_Structure.OUT=PID_Structure.SO=22.0(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.6Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.(Confidential–ForInternalUseOnly)InsertPhotoHere7AutoMode当PID不在任何一种手动模式时，它将处于自动模式。PID基本设定-Tuning(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.8选择手动模式比例增益/积分增益微分时间设定值PID_Structure.SP软件手动输出值PID_Structure.SO前馈或偏置值PID_Structure.BIASPID基本设定–Tuning/前馈或偏置•前馈值可以设定为正或负(通常正)。•前馈值将直接叠加到控制变量中。•当CV值无限趋近CV的最大/最小定标值时，前馈基本不起作用（叠加作用被抵消）。•前馈使PID提前或延后一定输出量开始响应，它可在扰动有机会改变CV前，预先补偿扰动的作用。(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.9无前馈时，当下的输出应为49.99515(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.10PID基本设定–Configuration•独立增益(Independent)3项增益(P,I&D)独立地运作•相关增益(Dependent)一个总的控制器增益对所有3项增益(P,I&D)起作用择手动模式•SP-PVPV小于SP时，控制器输出会增大PV大于SP时，控制器输出会减小•PV-SPPV大于SP时，控制器输出会增大手PV小于SP时，控制器输出会减小动模式•PV消除设定点变动时导致的输出尖峰•Error算法容许超调时，可获得对设定点变动的快速响应。•回路更新时间(PID_Structure.UPT)大于或等于0.01秒温度回路等缓慢回路建议大于1秒压力/流量等快速回路建议250毫秒张力控制建议10毫秒PID基本设定–Configuration回路更新时间(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.11PID基本设定–Configuration(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.12•无微分平滑作用(PID_Structure.NDF)？？？•无偏置计算(PID_Structure.NOBC)？？？•勾上即选择使用无过零特性死区(或置位PID_Structure.NOZC)•PV跟踪(PID_Structure.PVT)？？？•回路级联(PID_Structure.CL)如果回路级联被使能，则选择是主回路或从回路(PID_Structure.CT//0=从回路；1=主回路)PID基本设定–Configuration死区•死区概念(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.13•设定死区的范围值，输入0可使死区无效。0300297303…….死区范围设定点死区上限死区下限PV曲线当PV和SP的误差绝对值小于死区值，即：PV处于死区范围内时，PID调节器的输出被锁定在PV进入死区前的最后一个输出值。•当Error的绝对值小于3时(死区值=3)，ErrorWithinDeadband显示为Yes;这时，Output被锁定。•当Error的绝对值大于3时(死区值=3)，ErrorWithinDeadband显示为No;这时，Output解除锁定，PID自动调节并自动输出。如果使用死区，控制变量必须是Real格式。有2种死区控制方式。有过零特性的死区和无过零特性的死区。PID基本设定–Alarm(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.14PID基本设定–Scaling•假如IO为：(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.15•选定Enable•传感器的输出类型•可对照模块手册来选不同的格式，不同的格式对应不同的定标值。•选ScaledforPID时，定标值=16383•选定Enable•模块通道的输出类型•可对照模块手册来选不同的格式，不同的格式对应不同的定标值。•选ScaledforPID时，定标值=16383PID基本设定–Scaling•PID指令为•那么，PID指令中的标定为(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.16•温度等传感器相对于20毫安（即16383）输出时的传感器最大测量值。•直接标定到模拟量模块的输出通道。•温度等传感器相对于4毫安（即0）输出时的传感器测量值。PID基本设定–Configuration无冲击启动•无冲击启动概念–当CPU从ProgramMode到RunMode或系统上电时，–可以使用PID指令的InholdBit和InholdValue来自动重新设定PID指令，使得PID的控制变量输出等于当前的模块的模拟量通道的输出。(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.17PID基本设定–Configuration无冲击启动•设定–配置模拟量模块(以1769-OF4CI为例)，选择“初始化保持”。(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.18PID基本设定–Configuration无冲击启动•设定–配置PID指令的无冲击参数：InholdBit和InholdValue(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.19PID基本设定–Configuration无冲击启动•参考(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.20•意义:–对相互之间关联的两个回路，控制上它们存在联动，对这种应用进行级联控制。–真正需要控制的对象是TT1–TT1/TT2作为Master回路；TT2和CV阀作为Slaver回路Master回路计算TT2的设定值(变化的)，计算出的设定值用于Slaver回路去调节CV的实际需要的输入。PID基本设定–级联回路(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.21TT1TT2蒸汽产品热水热交换器热交换器PID基本设定–级联回路(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.22都用独立增益PID基本设定–级联回路•通过分别设定Master/Slaver回路的定标值，可以根据你的需要将Slaver回路的设定值由等于Master的输出值标定到符合工业工况需要的值。(Confidential–ForInternalUseOnly)Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.23•调整该范围将影响到Slaver的设定值：由Master输出值标定得来的结果Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.(Confidential–ForInternalUseOnly)InsertPhotoHere24Thanks