一、 參數(shù)使用說明S1:目標(biāo)值(SV)S2:測定值(PV)S3:參數(shù) D:輸出值(MV) 32位指令名稱為DPID 其16位之 S3參數(shù)表如下所示:參數(shù)代號(hào) 參 數(shù) 名 稱 數(shù) 值 范 圍 S3 取樣時(shí)間(Ts) 1~2000(%sec)S3+1 比例增益(KP) 0~30000(%) S3+2 積分增益(KI) 0~30000(%)S3+3 微分增益(KD) 0~30000(%)S3+4 動(dòng)作方向(Dir) 0~2S3+5 偏差量(E)不作用范圍 0~32767S3+6 輸出值(MV)飽和上限 -32768~32767S3+7 輸出值(MV)飽和下限 -32768~32767S3+8 積分值飽和上限 -32768~32767S3+9 積分值飽和下限 -32768~32767S3+10 暫存累積之積分值 ---S3+11 暫存前次PV值 ---S3+12 , S3+13 系統(tǒng)用(暫存掃描時(shí)間) ---16位之S3參數(shù)說明如下所示:S3:取樣時(shí)間 小設(shè)定值需大于程序掃描時(shí)間S3+1~ S3+3:設(shè)定值超出 大值時(shí)以 大值使用S3+4:0?自動(dòng)控制方向(內(nèi)定值) 1?正向動(dòng)作(SV-PV) 2?逆向動(dòng)作(PV-SV) S3+5:假設(shè)設(shè)定5,則E在-5~5之區(qū)間輸出值(MV)將為0S3+6:假設(shè)設(shè)定1000,則輸出值(MV)大于1000時(shí)將以1000輸出S3+7:假設(shè)設(shè)定-1000,則輸出值(MV)小于-1000時(shí)將以-1000輸出 S3+6需大于等于S3+7,否則上限值與下限值將互掉 ;S3+8:假設(shè)設(shè)定1000,則積分值大于1000時(shí)將以1000輸出且不再積分S3+9:假設(shè)設(shè)定-1000,則積分值小于-1000時(shí)將以-1000輸出且不再積分 S3+8需大于等于S3+9,否則上限值與下限值將互掉 ;S3+10為累積之積分值,通常只供參考用,但是使用者還是可以依需求清除或修改S3+11為前次測定值,通常只供參考用,但是使用者還是可以依需求修改32位之S3參數(shù)表如下所示:參數(shù)代號(hào) 參 數(shù) 名 稱 數(shù) 值 范 圍 S3 至 S3+4 參數(shù)定義同16位定義 ---- S3+5 , S3+6 偏差量(E)不作用范圍 0 ~ 2147483647 S3+7 , S3+8 32位輸出值飽和上限 -2147483648~2147483647 S3+9 , S3+10 32位輸出值飽和下限 -2147483648~2147483647 S3+11 , S3+12 32位積分值飽和上限 -2147483648~2147483647 S3+13 , S3+14 32位積分值飽和下限 -2147483648~2147483647 S3+15 , S3+16 32位累積之積分值 --- S3+17 , S3+18 32位之前次PV值 --- S3+19 , S3+20 系統(tǒng)用(暫存掃描時(shí)間) --- 32位之S3參數(shù)說明與16位之參數(shù)說明大致上相同,其不同點(diǎn)只在于S3+5 ~ S3+20之間參數(shù)容量由原本16位變?yōu)?2位。 二、 PID指令方塊圖 (待續(xù)) 三、 運(yùn)算公式 其中在自動(dòng)及正向動(dòng)作時(shí) 而在逆動(dòng)作時(shí) 另外 表示 的微分值,以及表示的積分值由上述公式中可得知本指令與一般PID指令有所不同,其不同點(diǎn)乃在于微分值使用上的變化,為了避免一般PID指令于初次起動(dòng)時(shí)所造成瞬間微分值過大之缺點(diǎn),因此本指令采用監(jiān)看測定值(PV)之微分狀況,當(dāng)測定值(PV)變化量過大時(shí),則本指令之微分值也將變大。 四、 注意事項(xiàng)與建議 1. S3+6~ S3+13使用區(qū)只限于EP/EH以及ES(v5.7版以后)機(jī)種使用。 2. ES機(jī)種(v5.6版以前)只限使用一次指令,ES(v5.7版以后)/EP/EH無使用次數(shù)之限制。 3. 使用者于調(diào)整KP、KI及KD三個(gè)主要參數(shù)時(shí),請先調(diào)整KP值(依經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定),而KI及KD值先設(shè)定為0,等到調(diào)整到大致上可控制時(shí),再依序調(diào)整KI值(由小到大)以及KD值(由小到大),調(diào)整范例如范例四所示。其中KP值為100則表示,即對偏差值的增益為1,小于將對偏差值衰減,大于將對偏差值放大,S3+4必須為0,才能雙向PID調(diào)節(jié)。 4. 本指令動(dòng)作須配合許多參數(shù)值控制,因此請勿隨意設(shè)定參數(shù)值,以免造成無法控制之現(xiàn)象。 五、范例范例一:使用PID指令于一般位置或速度控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為0) 范例二:使用PID指令與變頻器搭配控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為0) 范例三:使用PID指令于溫度控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為1) 范例四:PID指令參數(shù)調(diào)整建議步驟說明假設(shè)控制系統(tǒng)之受控體G(s)的轉(zhuǎn)移函數(shù)為一階的函數(shù) (一般馬達(dá)的模型均為此函數(shù)),命令值SV為1,取樣時(shí)間Ts為10ms。 建議調(diào)整步驟如下:步驟1:首先將KI及KD值設(shè)為0,接著先后分別設(shè)定KP為5、10、20及40,并分別記錄其SV及PV狀態(tài),其結(jié)果如下圖所示。步驟2:觀察上圖后得知KP為40時(shí),其反應(yīng)會(huì)有過沖現(xiàn)象,因此不選用;而KP為20時(shí),其PV反應(yīng)曲線接近SV值且不會(huì)有過沖現(xiàn)象,但是由于啟動(dòng)過快,因此輸出值MV瞬間值會(huì)很大,所以考慮暫不選用;接著KP為10時(shí),其PV反應(yīng)曲線接近SV值并且是比較平滑接近,因此考慮使用此值; 后KP為5時(shí),其反應(yīng)過慢,因此也暫不考慮使用。步驟3:選定KP為10后,先調(diào)整KI值由小到大(如1、2、4至8),以不超過KP值為原則;然后再調(diào)整KD由小到大(如0.01、0.05、0.1及0.2),以不超過KP的10%為原則; 后可得如下圖之PV與SV的關(guān)系圖。附注:本范例僅供參考,因此使用者還需依實(shí)際控制系統(tǒng)之狀況,再自行調(diào)整其適合之控制參數(shù)。 六、實(shí)例實(shí)例一:利用PID指令于壓力控制系統(tǒng), 使用范例一之方塊圖。控制目的:使控制系統(tǒng)達(dá)成壓力目標(biāo)值控制特性說明:此系統(tǒng)需要漸漸達(dá)成控制目的,因此過快的達(dá)成控制目的時(shí),可能會(huì)造成系統(tǒng)超控或無法負(fù)荷之現(xiàn)象。建議解決方法:方法一?利用較大之取樣時(shí)間達(dá)成方法二?利用延遲命令的功能達(dá)成,其控制方塊圖如下圖。 命令延遲功能程序?qū)嵗缦拢簩?shí)例二:速度控制與壓力控制系統(tǒng)分別獨(dú)立控制,使用范例二之方塊圖。控制目的:速度控制使用開路控制一段時(shí)間后,再加入壓力控制系統(tǒng)(PID指令)作閉路控制,然后達(dá)成壓力控制目的。控制特性說明:由于此兩系統(tǒng)的速度與壓力之間,并無特定關(guān)系可找出來使用,因此本架構(gòu)需先達(dá)成開路式的控制速度目的,然后再依閉路式的壓力控制,以達(dá)成控制的目標(biāo)。另外如怕壓力控制系統(tǒng)之控制命令過于變化太快,則可考慮加入實(shí)例一里的命令延遲功能。
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