基于信捷plc的pid参数自整定的温度控制

苏卫峰

摘要：本文介绍了一种基于临界振荡法的PID自整定方法，通过整定可得到较佳的PID参数。采用信捷XC系列本体的PID控制，采用开关量输出，利用PT100传感器采集到温度，通过信捷模拟量温度混合模块转化为数字量给PLC输入温度值，该方法简单实用，在实际工业中的某锅爐的水温控制中取得了良好的效果。

关键词：临界振荡法；PID；信捷XC

中图分类号：TP393.04 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）08-0001-01

1 引言

PID控制不依赖控制对象的数学模型，因此PID控制广泛应用于温度、流量、压力等过程控制中。然而PID控制的三个参数比例积分微分具有非线性关系，因此调节PID参数就显得比较困难，本文利用信捷PLC自带的PID参数自整定功能，通过自整定可以较佳的PID参数。

2 控制构成

本控制系统采用信捷XC3-32T-E为控制器，PT100为温度传感器，XC-E3AD4PT2DA为模拟量转化模块；采用信捷TH765-N触摸屏作为系统监控。

XC-E3AD4PT2DA具有3通道14位精度电流输入，4通道PT100温度输入和2通道10位精度电压输出。本系统采用PT100温度输入，温度和数字量的对应关系为温度-100-350度对应数字量-1000-3500。

3 信捷PLC参数自整定

信捷PLC提供了PID指令，通过PID指令配置参数设定参数就可以很方便的使用。PID指令格式为[PID S1 S2 S3 D]，S1为设定目标值（SV）的软元件的地址编号，S2为测定值（PV）的软元件的地址编号，S3设定控制参数的元件首地址编号，D为运算结果（MV）的存储器地址编号或者输出端口。其中S3-S43被PID指令占用，S3、S3+1为采样时间；S3+2为模式设置，bit0为0则为负动作，1为正动作；bit7为0手动PID，1为自整定PID；bit9-bit10为自整定方法，00为阶跃响应法，01为临界振荡法；bit13-bit14为自整定PID控制模式，00为PID控制，01为PI控制，10为P控制；S3+3为比例增益，范围是1-32767（%），S3+4为积分时间，范围0-32767（*100ms），S3+5为微分时间，范围为0-32767（*10ms），S3+6为PID运算范围0-32767。最后自整定出来的参数为KP=40，ki=300 s，kd=30s。

参数自整定程序如下：

LD M8000

MOV ID100 D10 //将模拟量模块ID100中的内容送至D10

LD M0

SET S0 //自整定启动

RST S1

LD M1

SET S1 //正常PID控制启动

RST S0

LD M10

RST S1 //停止PID启动

STL S0

LDP S0

SET D4002.7 //自整定控制开始，将PID模式设定为自整定

RST D4002.8

LD S0

PID D6000 D10 D4000 Y0 //开始PID，D6000为目标值，D10为测量值，D4000为PID参数区，将PID控制结果通过Y0端输出。

LD D4002.8

RST D4002.7 //自整定结束，关闭自整定。

BMOV D4000 D5000 K10

SET S1

STLE

STL S1

LD S1

PID D6000 D10 D4000 Y0 //启动常规PID控制。

STLE

4 结语

针对锅炉的温度PID控制系统，采用信捷PLC的参数自整定方法，得到的PID参数，在实际的使用过程中取得了良好的效果。endprint