基于PLC的闭环控制系统PID控制器的实现任俊杰.pdf

基于PLC 的闭环控制系统PID 控制器的实现 The realization of PID controller in closed-loop control system based on PLC 　任俊杰，李永霞，李 媛，李红星 REN Jun-jie ,LI Yong-xia,LI Yuan,LI Hong-xing （北京联合大学自动化学院，北京100101） 摘 要：介绍了PLC实现PID控制的几种方法。以S7-300PLC为例，说明PID控制器的组成原理、PID 控制功能块的算法原理、PID控制功能块的结构和主要参数及控制功能的实现方法。给出了水箱 水位PID控制的应用实例。应用PID程序块来进行PLC的PID控制，方法简单实用。不足之处 为所采用的PID算法是固定的。如果希望采用其他改进型PID算法，还需要用户自己编程实现。 关键词：PLC；闭环控制；PID 中图分类号：TM571 文献标识码：B 文章编号： 0 引言 S7-300和S7-400 PLC就提供了标准程序功能块 FB41“CONT_C”可以实现连续PID控制。 在工业生产过程控制中，常需要用闭环控制方 3）利用程序设计实现PID功能 式来实现温度、液位、压力、流量等模拟量控制。因 上述两种PID控制算法一般是固定的，常采用 为PID（比例、积分、微分）调节不需要精确的控 标准位置式PID。如果希望采用其他改进的PID控制 制系统数学模型而且易于实现，所以模拟量的PID 算法，就需要用户自己编写程序实现。利用PLC的 调节是常见的一种闭环控制方式，工程上易于实现。 常用指令，自编程序实现PID功能也是容易做到的。 积分作用可以消除系统的静差，微分作用有助于减 4）利用PID硬件模块实现 小超调，克服震荡。比例、积分、微分三者有效地 随着PLC用于模拟量控制的增加，多数PLC厂 结合可以满足不同的控制要求。 家都开发有专用于模拟量控制的模块，如OMRON PLC作为一种新型的工业控制装置，在工业控 200系列PLC用的C200H-PID模块、温度控制模块 制、生产生活的诸多领域得到了越来越广泛的应用。 等。这些模块带有自己的CPU和内存，PID控制程 利用PLC实现对模拟量PID的闭环控制，具有用户 序存放于模块的内存中。用户使用时非常方便，一 使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等优点。 个模块可以控制几路甚至几十路闭环控制。 1 实现PLCPID控制的方法 2 中PIDPLC控制器的实现 用PLC实现PID控制可以有几种方法： 下面将以S7-300PLC为例，说明PID控制器的 1）利用PID指令实现