1、(Confidential For Internal Use Only)Insert Photo Here1PID Instrument- How to useRockwell Automation OEM（AB）罗克韦尔罗克韦尔罗克韦尔罗克韦尔PID指令详解指令详解指令详解指令详解www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.2Agend
2、a Sample1. PID手动模式手动模式手动模式手动模式 1. PID手动模式手动模式手动模式手动模式 2. PID自动模式及设置自动模式及设置自动模式及设置自动模式及设置2. PID自动模式及设置自动模式及设置自动模式及设置自动模式及设置www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCExample 结构体：PID_Structure(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.3
3、www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.4PID 手动模式手动模式手动模式手动模式?共有两种手动模式?手动手动手动手动 (Tag：PID_Structure.MO)?软件手动软件手动软件手动软件手动 (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：PI
4、D_Structure.TIE)?最大牵引值 (Tag：PID_Structure.MAXTIE)?最小牵引值 (Tag：PID_Structure.MINTIE)手动的原理是手动的原理是手动的原理是手动的原理是：根据最大根据最大根据最大根据最大/最小最小最小最小牵引值按比例牵引值按比例牵引值按比例牵引值按比例，将将将将Tieback值标定值标定值标定值标定成一个成一个成一个成一个0%到到到到100%范围内的牵引范围内的牵引范围内的牵引范围内的牵引值值值值，然后作为然后作为然后作为然后作为PID调节器的输出调节器的输出调节器的输出调节器的输出。www.PLCwww.91HMI.comwww.P
5、LCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 手动手动手动手动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 For Internal Use Only) Copyr
6、ight 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.5www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 软件手动软件手动软件手动软件手动 只采用软件手动时： PID_Structure.OUT=PID_Structure.SO=22.0(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.6www.PLCwww.91HMI.com
7、www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC(Confidential For Internal Use Only)Insert Photo Here7Auto Mode当PID不在任何一种手动模式时，它将处于自动模式。www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 - Tuning(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserv
8、ed.8选择手动模式选择手动模式选择手动模式选择手动模式比例增益比例增益比例增益比例增益/积分增益积分增益积分增益积分增益微分时间微分时间微分时间微分时间设定值设定值设定值设定值PID_Structure.SP软件手动输出值软件手动输出值软件手动输出值软件手动输出值PID_Structure.SO前馈或偏置值前馈或偏置值前馈或偏置值前馈或偏置值PID_Structure.BIASwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Tuning /前馈或偏置前馈或偏置前馈或偏置前馈或偏置 前馈值可以
9、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提前提前提前提前或延后延后延后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 For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.9无前馈时无前馈时无前馈时无前馈时，当下的当下的当下的当下的输出应为输出应为输出应为输出应为49.99515www.PLCwww.91HMI.comw
10、ww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.10PID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Configuration独立增益独立增益独立增益独立增益(Independent) 3项增益项增益项增益项增益(P,I & D)独立地运作独立地运作独立地运作独立地运作相关增益相关增益相关增益相关增益(Dependent)一个总的控制器增益对所有一个总的控制器增益对所有一个总的控制器增益对
11、所有一个总的控制器增益对所有3项增项增项增项增益益益益(P,I & D)起作用起作用起作用起作用择手动模式择手动模式择手动模式择手动模式SP-PV PV小于小于小于小于SP时时时时，控制器输出会增大控制器输出会增大控制器输出会增大控制器输出会增大 PV大于大于大于大于SP时时时时，控制器输出会减小控制器输出会减小控制器输出会减小控制器输出会减小PV-SPPV大于大于大于大于SP时时时时，控制器输出会增大控制器输出会增大控制器输出会增大控制器输出会增大手手手手PV小于小于小于小于SP时时时时，控制器输出会减控制器输出会减控制器输出会减控制器输出会减小小小小动模式动模式动模式动模式PV 消除设定点
12、变动时导致的输出尖消除设定点变动时导致的输出尖消除设定点变动时导致的输出尖消除设定点变动时导致的输出尖峰峰峰峰Error算法容许超调时算法容许超调时算法容许超调时算法容许超调时，可获得对设定点可获得对设定点可获得对设定点可获得对设定点变动的快速响应变动的快速响应变动的快速响应变动的快速响应。回路更新时间回路更新时间回路更新时间回路更新时间(PID_Structure.UPT)大于或等于大于或等于大于或等于大于或等于0.01秒秒秒秒温度回路等缓慢回路建议大于温度回路等缓慢回路建议大于温度回路等缓慢回路建议大于温度回路等缓慢回路建议大于1秒秒秒秒压力压力压力压力/流量等快速回路建议流量等快速回路建
13、议流量等快速回路建议流量等快速回路建议250毫毫毫毫秒秒秒秒张力控制建议张力控制建议张力控制建议张力控制建议10毫秒毫秒毫秒毫秒www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Configuration 回路更新时间回路更新时间回路更新时间回路更新时间(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.11www.PLCwww.91HMI.comwww
14、.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Configuration(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.12无微分平滑作用无微分平滑作用无微分平滑作用无微分平滑作用(PID_Structure.NDF)？无偏置计算无偏置计算无偏置计算无偏置计算(PID_Structure.NOBC)？勾上即选择使用无过零特性死区勾上即选择使用无过零特性死区勾上即选择使用无过零特性死区勾上即选
15、择使用无过零特性死区(或置位或置位或置位或置位PID_Structure.NOZC)PV跟踪跟踪跟踪跟踪(PID_Structure.PVT)？回路级联回路级联回路级联回路级联(PID_Structure.CL)如果回路级联被使能如果回路级联被使能如果回路级联被使能如果回路级联被使能，则选择是主回路或从则选择是主回路或从则选择是主回路或从则选择是主回路或从回路回路回路回路 (PID_Structure.CT / 0=从回路从回路从回路从回路；1=主回路主回路主回路主回路)www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定
16、基本设定基本设定基本设定 Configuration 死区死区死区死区 死区概念(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.13设定死区的范围值设定死区的范围值设定死区的范围值设定死区的范围值，输输输输入入入入0可使死区无效可使死区无效可使死区无效可使死区无效。0300297303?.死区范围死区范围死区范围死区范围设定点设定点设定点设定点死区上限死区上限死区上限死区上限死区下限死区下限死区下限死区下限PV曲线曲线曲线曲线当当当当PV和和和和S
17、P的误差绝对值小于死的误差绝对值小于死的误差绝对值小于死的误差绝对值小于死区值区值区值区值，即即即即：PV处于死区范围内处于死区范围内处于死区范围内处于死区范围内时时时时，PID调节器的输出被锁定在调节器的输出被锁定在调节器的输出被锁定在调节器的输出被锁定在PV进入死区前的最后一个输出值进入死区前的最后一个输出值进入死区前的最后一个输出值进入死区前的最后一个输出值。当当当当Error的绝对值小于的绝对值小于的绝对值小于的绝对值小于3时时时时(死区值死区值死区值死区值=3)，Error Within Deadband 显示为显示为显示为显示为Yes;这时这时这时这时，Output被锁定被锁定被锁
18、定被锁定。当当当当Error的绝对值大于的绝对值大于的绝对值大于的绝对值大于3时时时时(死区值死区值死区值死区值=3)，Error Within Deadband 显示为显示为显示为显示为No;这时这时这时这时，Output解除锁定解除锁定解除锁定解除锁定，PID自自自自动调节并自动输出动调节并自动输出动调节并自动输出动调节并自动输出。如果使用死区如果使用死区如果使用死区如果使用死区，控制变量必须是控制变量必须是控制变量必须是控制变量必须是Real格式格式格式格式。有有有有2种死区控制方式种死区控制方式种死区控制方式种死区控制方式。有有有有过零特性的死区和无过零特性的死过零特性的死区和无过零特
19、性的死过零特性的死区和无过零特性的死过零特性的死区和无过零特性的死区区区区。www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Alarm(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.14www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Scaling
20、 假如IO为：(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.15选定选定选定选定Enable传感器的输出类传感器的输出类传感器的输出类传感器的输出类型型型型可对照模块手册来可对照模块手册来可对照模块手册来可对照模块手册来选不同的格式选不同的格式选不同的格式选不同的格式，不同不同不同不同的格式对应不同的定的格式对应不同的定的格式对应不同的定的格式对应不同的定标值标值标值标值。选选选选Scaled for PID时时时时，定标值定标值定标值定标值=1
21、6383选定选定选定选定Enable模块通道的输出模块通道的输出模块通道的输出模块通道的输出类型类型类型类型可对照模块手册来可对照模块手册来可对照模块手册来可对照模块手册来选不同的格式选不同的格式选不同的格式选不同的格式，不同不同不同不同的格式对应不同的定的格式对应不同的定的格式对应不同的定的格式对应不同的定标值标值标值标值。选选选选Scaled for PID时时时时，定标值定标值定标值定标值=16383www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Scaling PID指令为? 那么，P
22、ID指令中的标定为?(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.16温度等传感器相对温度等传感器相对温度等传感器相对温度等传感器相对于于于于20毫安毫安毫安毫安（即即即即16383）输出时的传感器最大输出时的传感器最大输出时的传感器最大输出时的传感器最大测量值测量值测量值测量值。直接标定到模拟量直接标定到模拟量直接标定到模拟量直接标定到模拟量模块的输出通道模块的输出通道模块的输出通道模块的输出通道。温度等传感器温度等传感器温度等传感器温度等传感
23、器相对于相对于相对于相对于4毫安毫安毫安毫安（即即即即0）输出时输出时输出时输出时的传感器测量的传感器测量的传感器测量的传感器测量值值值值。www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Configuration 无冲击启动无冲击启动无冲击启动无冲击启动 无冲击启动概念 当CPU从Program Mode到Run Mode或系统上电时， 可以使用PID指令的Inhold Bit和Inhold Value 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。(C
24、onfidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.17www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Configuration 无冲击启动无冲击启动无冲击启动无冲击启动 设定 配置模拟量模块(以1769-OF4CI为例)，选择“初始化保持”。(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rock
25、well Automation, Inc. All rights reserved.18www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Configuration 无冲击启动无冲击启动无冲击启动无冲击启动 设定 配置PID指令的无冲击参数：Inhold Bit 和Inhold Value(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.19www.P
26、LCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 Configuration 无冲击启动无冲击启动无冲击启动无冲击启动 参考(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.20www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC 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
27、。 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 基本设定基本设定基本设定基本设定 级联回路级联回路级联回路级联回路(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.21TT1TT2蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽产品产品产品产品热水热水热水热水热交换器热交换器热交换器热交换器热交换器热交换器热交换
28、器热交换器www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 级联回路级联回路级联回路级联回路(Confidential For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.22都用独立增益都用独立增益都用独立增益都用独立增益www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLCPID 基本设定基本设定基本设定基本设定 级联回路级
29、联回路级联回路级联回路 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 For Internal Use Only) Copyright 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.23调整该范围将影响调整该范围将影响调整该范围将影响调整该范围将影响到到到到Slaver的设定值的设定值的设定值的设定值：由由由由Master输出值标输出值标输出值标输出值标定得来的结果定得来的结果定得来的结果定得来的结果www.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC(Confidential For Internal Use Only)Insert Photo Here24Thankswww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.91HMI.comwww.PLCwww.PLC
