PLC尿素合成塔控制系统设计+文献综述(9)
PID控制，P、I、D各有自己的长处和缺点，它们一起使用的时候又和互相制约，但只有合理地选取PID值，就可以获得较高的控制质量。
5.3.1PID在PLC中的回路指令
西门子S7-200系列PLC中使用的PID回路指令，见表5.1
表5.1 PID回路指令
名称 PID运算
指令格式 PID
指令表格式 PID TBL,LOOP
梯形图
使用方法：当EN端口执行条件存在时候，就可进行PID运算。指令的两个操作数TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文采用的是VB100，因为一个PID回路占用了32个字节，所以VD100到VD132都被占用了。LOOP是回路号，可以是0～7，不可以重复使用。PID回路在PLC中的地址分配情况如表5.4所示。
表5.4 PID指令回路表
偏移地址 名称 数据类型
0 过程变量（PVn） 实数
4 给定值（SPn） 实数
8 输出值（Mn） 实数
12 增益（Kc 实数
16 采样时间（Ts） 实数
20 采样时间（Ti） 实数
24 微分时间（Td） 实数
28 积分项前值（MX） 实数
32 过程变量前值（PVn-1） 实数
5.3.2 回路输入输出变量的数值转换方法
本文中，设定的温度是给定值SP，需要控制的变量是塔内的温度。但它不完全是过程变量PV，过程变量PV和PID回路输出有关。在本文中，经过测量的温度信号被转化为标准信号温度值才是过程变量，所以，这两个数不在同一个数量值，需要他们作比较，那就必须先作一下数据转换。传感器输入的电压信号经过EM235转换后，是一个整数值，但PID指令执行的数据必须是实数型，所以需要把整数转化成实数。使用指令DTR就可以了。如本设计中，是从AIW0读入温度被传感器转换后的数字量。其转换程序如下:
MOVW AIW0 AC0
DTR AC0 AC0
MOVR AC0 VD100
5.5 S7-200程序设计流程图
图 5.4 中断程序流程图
5.6 梯形图
5.6.1 程序的启停
I0.0与I0.1为启动和停止按钮，启动过程：按下启动按钮后，开始标志位M0.1置位，M0.2复位。打开运行指示灯Q0.0，熄灭并停止指示灯，初始化PID。开始运行子程序0。
停止过程：按下停止按钮后，开始标志位M0.1复位，点亮停止指示灯，熄灭运行指示灯。并把输出模拟量AQW0清零。停止调用子程序0，仍然显示尿素合成塔温度。
启停如图5.5
图5.5 开始程序
读入模拟信号，并转换成数值显示，如图5.6显示尿素合成塔的温度。
图5.6 显示尿素合成塔温度
判断温度是否在正常范围，如果超出则停止指示灯亮。如图5.7
图5.7 判断温度是否在正常范围
停止运行时，把模拟量输出清0，如图5.8
图5.8 停止时模拟量清0
调用子程序0，如图5.9
图5.9 调用子程序
5.6.2 子程序
1）输入设定温度，如图5.10
2）把设定温度、P值、I值、D值都导入PID。如图5.11
3）每100ms中断一次子程序进行PID运算。如图5.11
图5.10 设定温度
图5.11 PID设定
5.6.3 中断程序，PID的计算
1）模拟信号的采样处理，归一化导入PID，如图5. 12
2）PID程序运算，如图5.13
3）输出PID运算结果，逆转换为模拟信号，如图5.14