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为了达到 PID 自动/手动控制的无扰动切换,需要在编程时注意一些相关事项。下面分别就直接使用 PID 指令编程,和使用 PID 向导编程两种情况作一介绍。
1.直接使用 PID 指令编程时的 PID 自动/手动无扰切换
直接使用 PID 指令块编写 PID 控制程序时,可以简单地使用“调用/不调用”指令的方式控制自动/手动模式。因为 PID 指令本身已经具有实现无扰动切换的能力,此时在 PID 指令控制环节之外编程没有多大必要。
PID 指令的 EN 输入端使能(为“1”)时,我们认为是自动控制模式;EN 输入端未使能(为“0”)时,我们认为是手动控制模式。
PID 指令本身有一个“能流历史状态位”,以记录指令的状态切换。在 EN 端从“0”变为”“1”时,PID 指令认为这是从“手动”模式向“自动”模式切换。PID 指令此时会自动执行一系列动作,以配合无扰动切换:
使设定值等于当前反馈值可以避免出现偏差,使之不存在调整的要求;当然如果有工艺要求,也可以后续调整设定值。其他的动作都是为了使 PID 在后续的操作中不改变输出的值。
在编程时要注意:
2.使用 PID 向导编程时的 PID 自动/手动无扰切换
使用 PID 指令向导编程时,指令向导会自动调用 PID 指令,并且编写外围的控制变量标准化换算、定时采样等功能。用户在使用 PID 指令向导时,需要在用户程序中用 SM0.0 调用指令向导生成的子程序(如 PIDx_INIT 子程序)。PID 向导可以生成带自动/手动切换功能的子程序,这个子程序使用一个数字量点为“1”、“0”的状态来控制是否投入 PID 自动控制。
到目前为止(STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5),使用 PID 向导生成的子程序时,由于用户程序不能直接使用 PID 指令,它的无扰切换能力因为隔了外壳子程序,所以受到了局限。如果对无扰切换要求比较严格,需要另外编一些程序加以处理。
考察如下 PID 控制子程序。
图 4.1.1. PID 向导生成的指令
图中:
要实现无扰动切换,必须:
为此,可编写类似下图所示的程序,放在 PID 控制子程序之前:
4.1.2. 无扰切换处理程序
图中:
上述程序中的 Scale_I_to_R 就是量程变换指令库中的子程序。这是为了解决过程反馈与设定值之间的换算问题。用户也可以自己编程换算,或者根据反馈与给定的取值范围决定是否需要换算。
此段程序适用于 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 及以前版本,仅供参考,如果在实际项目中使用,上述程序未必一定适用。用户需要根据实际工艺决定自己的编程思路。