西门子增量式PID算法带积分分离

显示全部楼层 · 2024-12-9 06:40:45

西门子增量式带积分分离PID控制器是一种改进的PID控制算法，它结合了增量式PID和积分分离的优点。这种控制器在处理某些特定类型的控制问题时特别有效，尤其是在需要快速响应且避免积分饱和的情况下。下面我将解释其作用、应用场合以及如何使用SCL（Structured Control Language）在FB（Function Block）中封装这样的PID控制器。

一、作用

二、应用场合

三、SCL FB块封装下面是一个使用SCL语言封装的增量式带积分分离PID控制器的示例。这个FB块可以用于西门子S7-1200/1500系列PLC。

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FunctionBlockName:  PID-FB块* Version:          1.0.0* Author:          王同学玩工控* UpdateTime:       2024-11-30* Comment:
简单说明：

积分分离：

1、当误差大于阈值的时候关闭积分项此时只有PD在作用系统快速动作
2、当误差小于或等于阈值的时候打开积分项开始累计误差系统缓慢调整
死区控制：当死区设置为 1 时目标值为 36 系统在35-36之间进入死区停止PID的运算  且输出值不变当系统大于36或小于35的时候系统开始进行PID运算
正动作逆动作：当外部输入引脚为 1 时系统为正动作为 0 时系统为逆动作

Setpoint          目标设定值Feedback          实际反馈值Kp                比例增益Ti                积分时间msTd                微分时间msMax_output       输出限幅最大值Min_output       输出限幅最小值Dead_Band          死区控制Control_Mode       正动作逆动作（0/1）Mode             输出模式选择（0/1）integral_separate 阀值PWM_output       pwm输出Analog_output    模拟量输出

***************************************************************************)

#error := #Setpoint -#Feedback; //计算误差
IF #error > ( 0 - #Dead_Band )AND #error < #Dead_Band THEN       #data_relay[2] := 1; #last_error := #error;    //上次误差更新 #prev_error := #last_error; //上上次误差更新    ELSE #data_relay[2] := 0; END_IF;
IF #data_relay[2] = 0 THEN          IF ABS(#error) <= #integral_separate THEN             #data_relay[1] := 1; END_IF;       IF ABS(#error) > #integral_separate THEN             #data_relay[1] := 0; END_IF;
      #P_term := #Kp * (#error - #last_error); //比例系数计算       #I_term := #data_relay[1] * (#Ki * #error); //积分系数计算       #D_term := #Kd * (#error - 2 * #last_error + #prev_error); //微分系数计算       #delta_output := #P_term + #I_term + #D_term;  //增量式PID输出值       #rdata_realy[0] += #delta_output; //最终输出值
      #Max_data_relay := 100.0;  //限幅处理最大值 #Min_data_relay := 0.0; //限幅处理最小值       IF #Control_Mode THEN// 正动作             IF #rdata_realy[0] > #Max_data_relay THEN                      #rdata_realy[0] := #Max_data_relay;                   END_IF;             IF #rdata_realy[0] < #Min_data_relay THEN                      #rdata_realy[0] := #Min_data_relay;                   END_IF;          ELSE  // 逆动作             #rdata_realy[0] := 0- #rdata_realy[0];  // 逆动作,反转输出范围       IF #rdata_realy[0] > #Max_data_relay THEN                      #rdata_realy[0] := #Max_data_relay;       END_IF;             IF #rdata_realy[0] < #Min_data_relay THEN                      #rdata_realy[0] := #Min_data_relay;                   END_IF; END_IF;
      #Analog_output  := ( #rdata_realy[0]  -#Min_data_relay ) / ( #Max_data_relay - #Min_data_relay)  * (#Max_output-#Min_output)+#Min_output; END_IF;

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