S7-1500-西门子扩展模块6ES7531-7NF00-0AB0现场调试_西门子S7-1500-西门子plc模块代理商手机版

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西门子扩展模块6ES7531-7NF00-0AB0现场调试

7.4.1 PID 算法

在稳态运行中，PID 控制器调节输出值，使偏差 (e) 为零。偏差是设定值

(SP)（所需工作点）与变量 (PV)（实际工作点）之差。 PID

控制的原理基于以下方程，输出 M(t) 是比例项、积分项和微分项的函数：输出 = 比例项 + 积分项 + 微分项

M(t) = KC * e + KC ∫0t e dt + Minitial + KC * de/dt

其中：

M(t) 回路输出（时间的函数）

KC 回路增益

e 回路偏差（设定值与变量之差）

Minitial 回路输出的初始值

要在数字计算机中执行该控制函数，必须将连续函数量化为偏差值的周期采样，并随后计算输出。数字计算机进行处理采用的相应方程如下：

输出 = 比例项 + 积分项 + 微分项

Mn = Kc * en + KI * ∑1nex + Minitial + KD * (en - en-1)

其中：

Mn 采样时间 n 时的回路输出计算值

Kc 回路增益

en 采样时间 n 时的回路偏差值

en-1 前一回路偏差值（采样时间 n - 1 时）

KI 积分项的比例常数

M initial 回路输出的初始值

KD 微分项的比例常数

从该公式中可以看出，积分项是从第 1 次采样到当前采样所有偏差项的函数。微分项是当前采样和前一次采样的函数，而比例项仅是当前采样的函数。

在数字计算机中，保存偏差项的所有样本既不实际，也没有必要。

因为从个样本开始，每次对偏差进行采样时数字计算机都必须计算输出值，因此仅需存储前一偏差值和前一积分项值。

由于数字计算机解决方案具有重复特性，因此可以简化在任何采样时间都需计算的方程。简化后的方程如下：

输出 = 比例项 + 积分项 + 微分项

Mn = KC * en + KI * en + MX + KD * (en - en-1)

其中：

Mn 采样时间 n 时的回路输出计算值

Kc 回路增益

en 采样时间 n 时的回路偏差值

en-1 前一回路偏差值（采样时间 n - 1 时）

KI 积分项的比例常数

MX 前一积分项的值（采样时间 n - 1 时）

KD 微分项的比例常数

CPU 使用以上简化方程的改进方程计算回路输出值。改进的方程如下：输出 = 比例项 + 积分项 + 微分项

Mn = MPn + MIn + MDn

其中：

Mn 采样时间 n 时的回路输出计算值

MPn 采样时间 n 时回路输出的比例项值

MIn 采样时间 n 时回路输出的积分项值

MDn 采样时间 n 时回路输出的微分项值

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7.4.1 PID 算法

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