欧姆龙PLC使用和PID指令使用

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    • 打开软件-新建-命名程序名字、选择匹配的plc机型(CP1E-n30dr-a),“Setting”CPU类型设置为

    选择下载方式。RS232对应

    Network Type设置为 “SYSMAC WAY

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    • PID于PIDAT指令介绍
    1. PID指令/PID自动整定控制指令PID(190)/PIDAT(191)

    PID是由比例运算 (P)、积分运算(I)和微分运算(D)共同组合作用的简称。其中,比例作用是建立在设定值(SV)上的比例带操作,在此带内控制变量(MV)与偏差成正比,提供一个无振荡的平滑控制过程;积分作用是指对阶跃偏差的自动校正过程;比例作用和积分作用都通过控制结果进行校正,因此不可避免会产生响应滞后。微分作用弥补了这一缺陷,通过操作变量与偏差形成的斜坡(微分系数)成比例来进行控制,可加速对干扰的响应。

    (1)PID控制指令PID(190)

    PID(190)指令的梯形图如图3-72所示。图中,S为输入字(即输入PV值);D为输出字(即控制变量输出MV值),S和D均为16位无符号的二进制数(0~FFFFH)或十进制数(0~65535);C为参数字,具有2个自由度PID控制的参数C共有39个字,其中C~C+8的9个字由用户来设置,C+9~C+38的30个字为指令工作区,用户不能占用。

    该指令根据C中设定的参数实现PID控制。当执行条件为ON时,PID(190)按照C中设置的参数(设定值,PID常量等)在两个自由度上对目标值执行PID控制,从输入字S的内容中得到指定输入的数据,并根据设定参数执行PID计算,并将计算结果以操作变量的形式存入输出字D中。

     

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    图3-72 PID指令的梯形图

    PID指令的应用关键是用户要设置好PID的9个控制字。其中,C字为设定值(SV)。

    C+1字用于设置比例带,由用户在整定时确定,取值范围为0001~270FH(或十进制数1~9999)。

    C+2字用于积分时间设置,由用户在整定时确定,取值范围为0001~1FFFH(或十进制数1~8189)。

    C+3字用于微分时间设置,由用户在整定时确定,取值范围为0000~270FH(或十进制数0~9999)。

    C+4字用于采用周期设置,由用户在编程时确定,取值范围为0000~270FH(或十进制数0~9999),单位为0.s。

    C+5字用于设置4个参数,00位用于设定比例的作用方向,为0时正向,为1时,反向;01位用于修改PID参数的设定,为0时PID参数只在执行条件的上升沿时修改,即PID在执行过程中不能修改,为1时PID参数字指令开始执行时修改;03位用于控制输出变量设定,由用户在编程时确定,为0输出0%,为1输出50%;04~15位用于滤波系数设定,由用户在整定时确定,取值只能是二进制数,范围为100~163H;2位不用。

    (举例说明:00位说明,输入值小于设定值时,为反向及为1;输入值大于设定值为正向及为0。 03位只有P 调解时使用。)

    C+6字也是有4个参数设置,00~03位用于设定输出数据的位数,0是8位,1是9位,依次类推,8是16位(最多),04~07位为积分和微分单位设定,1是采样周期倍数,9是单位时间为100ms;08~11位是输入数据位数设定,0~8对应8到16位数据;12位用于对输出控制变量是否要加限位,为0无限位,为1有限位;13~15位不用。、

    (举例说明:现有模拟模块型号为CPM1A-MAD02-CH 输入、输出分辨率为8位,及输入输出为8位,具体见“CPM1A-MAD02-CH”手册,因此00-03位为0,08-11位为0。)

    C+7用于输出变量的下限设定,当C+6的12位设定为1时该字的设定才有效,设定范围为0000~FFFFH。

    C+8用于输出变量的上限设定,当C+6的12位设定为1时该字的设定才有效,设定范围为0000~FFFFH。

    对于缺乏实际编程经验的用户来讲,使用PID来进行参数整定很繁复。因此,若使用PIDAT自整定控制指令,将给用户的使用提供简便方法。

    (2)PID自整定控制指令PIDAT(191)

    PIDAT(191)指令的梯形图如图3-73所示,它与PID(190)梯形图的含义大致相同,不同的是PLC可根据需要自动计算P、I、D参数,并实现PID控制。S为输入字,D为输出字,C为参数字。参数C的设置含义从C~C+40,其中C~C+10的11个字需要用户设置,其余C+11~C+40的30个字为指令工作区,用户不可占用。

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    图3-73  PIDAT指令的梯形图

    对于PIDAT(191)指令参数区中用户需要设置的11个字,前9个字C~C+8的设置和上述PID(190)指令的设置相同,只是PID参数(即 C+1~C+3)可以不设而由自整定功能自动设置。(区别)因此,下面简要介绍C+9字~C+10字的参数设定。

    C+9为自整定参数设定。其中,00~11位为自动计算增益,取值范围为001~3E8H或十进制数1~100,单位是0.01。因此,自整定增益范围为0.01~10.00,默认值为000H,对应增益为1.00。15位为自整定命令,当15位的状态由OFF变为ON(上升沿)时,开始执行自整定操作;当15位的状态由ON变为OFF(下降沿)时,则停止自整定操作。12~14位不用。C+10为限制周期迟滞。(这是PID和PIDAT的主要区别之一)

    在每一个周期自动检查C+9命令(15)位的状态。当该位为上升沿时, PIDAT(191)开始自动调整PID参数。PIDAT(191)强制使控制变量发生变化(最大值控制变量←→最小值控制变量),监视控制系统的特性。从检测特性中自动计算出PID参数,新的P、I和D参数自动存储到C+1,C+2和C+3中。此时,自动命令位变为下降沿,在C+1,C+2,C+3中,用新的参数恢复PID控制。

    在PIDAT(191)执行期间,如果自动调整命令位为ON,PIDAT(191)中断用户设置常数的PID控制,完成自动调整,然后用计算好的PID常数恢复PID控制。

    关于PID控制指令更详细资料及其应用示例,请见《可编程序控制器过程控制技术》有关内容。

    PIDAT自整定需要外部信号重复周期一般在两三次后才能自整定结束。

    4、模拟量的使用说明

     

     CPM1A-MAD02-CH

    模拟量输入/输出单元

     

    外部端子分布图:

    1、输入端子

     

    17

    2、输出端子

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    产品规格

    输入 通道数 4
    输入信号范围 0~10V

    1~5V

    4~20mA

    分辨率 0~10V 8位
    1~5V 8位
    4~20mA 8位
    输入形式 差动输入
    输入阻抗 电压输入 1MΩ
    电流输入 250Ω
    最大输入信号 电压输入 ±15V
    电流输入 ±30mA
    输出 通道数 1
    输出信号范围 -10~10V

    0~10V

    4~20mA

    分辨率 -10~10V 9位
    0~10V 8位
    4~20mA 8位
    最大输出电流 电压输出 5mA
    最大负载阻抗 电流输出 350Ω
    总输出电流 21mA
    共有 精度 ±1.0%(满量程)
    隔离方式 模拟量输入、输出端子之间 无隔离
    模拟量输入/输出端子和CPU之间 DC500V
    转换速率 最大十毫秒一个单元(见注)
    外部连接端子 两个14脚端子台(不可拆卸)
    电流消耗 5V   最大 60mA

    (CPM×A 5V最大提供150mA)

    24V  最大 80mA

    重量 最大250g
    尺寸 86(W)×50(H)×90(D)mm

    注: 这个时间是指整个模块的输入输出完成一次 刷新所需要的时间。

    • 只要总电流小于或等于21mA,电压输出和电流输出可以同时使用。
    • 启动电压或电流输出时,写入输出通道的数据有效。
    • 启动电压或电流输入时,从输入通道读数据有效。
    • 不用的输入回路,将其电压输入端子短接。

    输入/输出范围设置

    设置字(“MAD02-输出通道n”+“1”)

    7 6 5 4 3 2 1 0
    输入4 输入3 输入2 输入1
    启动 量程 启动 量程 启动 量程 启动 量程

    设置字(“MAD02-输出通道n”+“1”)

    15 14 13 12 11 10 9 8
    不使用 输入4 输入3 输入2 输入1 输出 1
    1 1 平均值 启动 量程

    设定值

    项目 内容
    输入 量程 0:0~10V         1:1~5V/4~20mA
    启动位 0:不使用         1:使用
    平均值 0:不使用         1:使用
    输出 量程 0:0~10V/4~20mA  1:-10~+10V/4~20mA
    启动位 0:不使用         1:使用

    注:设定通道只能用于量程设定,不能作它用。

     

    通道分配

    CPU 输出1 输入4 输入3 输入2 输入1
    30CDR 12CH

    低八位

    03CH

    高八位

    03CH

    低八位

    02CH

    高八位

    02CH

    低八位

    40CDR 12CH

    低八位

    03CH

    高八位

    03CH

    低八位

    02CH

    高八位

    02CH

    低八位

     

    输入通道的IR位分配

    “输入通道1”

    15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
    d d D d d d d d d d d d d d d d
    输入2 输入1

    “输入通道1”+1

    15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
    d d D d d d d d d d d d d d d d
    输入4 输入3

 

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