Mitsubishi三菱PLC用户手册-MELSEC-Q_L_QnA 编程手册(PID控制指令篇)

MELSEC-Q/L/QnA编程手册(PID控制指令篇)•安全注意事项•(使用之前请务必阅读)在使用本产品之前，应仔细阅读本手册及本手册中所介绍的关联手册，同时在充分注意安全的前提下正确地进行操作。本手册中的注意事项仅记载了与本产品有关的内容，有关可编程控制器系统的安全守则，请阅读CPU模块用户手册。在·安全注意事项·中，安全注意事项被分为“警告”和“注意”这二个等级。䄺ਞ㸼⼎䫭䇃᪡԰ৃ㛑䗴៤♒䲒ᗻৢᵰˈᓩ䍋⅏ѵ៪䞡ӸџᬙDŽ⊼ᛣ㸼⼎䫭䇃᪡԰ৃ㛑䗴៤ॅ䰽ⱘৢᵰˈᓩ䍋ҎਬЁㄝӸᆇ៪䕏Ӹ䖬ৃ㛑Փ䆒໛ᤳണDŽ注意根据情况不同，即使!注意这一级别的事项也有可能引发严重后果。对两级注意事项都须遵照执行，因为它们对于操作人员安全是至关重要的。请妥善保管本手册，放置于操作人员易于取阅的地方，并应将本手册交给最终用户。[ 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 注意事项]!警告●应在可编程控制器的外部配置安全电路，以保证在外部电源异常或可编程控制器本身故障时整个系统能向安全的方向动作。否则有可能导致误输出、误动作而发生事故。(1)应在可编程控制器的外部配置异常停止电路、保护电路、正转/反转等相反动作的互锁电路、定位的上限/下限等防止机械损坏的互锁电路等。(2)当可编程控制器检测到下列故障时将停止运算，其输出状态如下所示。·电源模块的过电流保护装置或者过电压保护装置动作时将所有输出置为OFF。·CPU模块中通过自诊断功能检测到诸如看门狗定时器出错的异常时，根据参数设置保持或OFF所有输出。此外，如果发生了可编程控制器CPU无法检测的I/O控制部分等的异常，则所有输出可能变为ON。应在可编程控制器外部构建一个失效安全电路及安全机构以保障机械设备的安全。关于失效安全电路的示例，请参阅MELSEC-LCPU模块用户手册（硬件设计/维护点检篇）中的“失效安全电路的思路”。●应将电路配置为先启动可编程控制器的主机电源，然后投入外部供给电源。如果先启动外部供给电源，有可能导致误输出、误动作而发生事故。A-1A-1[设计注意事项]!警告●将CPU模块与外围设备相连接，或者将智能型功能模块与个人计算机等相连接，对运行中的可编程控制器进行控制(数据变更)时，应在顺控程序上配置互锁电路，确保整个系统始终都会安全运行。此外，对运行中的可编程控制器进行其它控制(程序变更、运行状态变更(状态控制))时，应在熟读手册，充分确认安全后进行操作。特别是在通过外围设备对远处的可编程控制器进行上述控制时，有时会发生由于数据通讯异常导致不能对可编程控制器端的故障进行及时处理的现象。应在顺控程序上配置互锁电路的同时，在外围设备与可编程控制器CPU之间确定发生数据通讯异常时的系统方面的处理方法等。[启动-维护保养时的注意事项]!注意●将外围设备连接在运行中的CPU模块上进行在线操作(特别是进行程序变更、强制输出、运行状态变更时)时，应在熟读手册，充分确认安全后进行操作。如果发生操作错误，将导致设备损坏或发生事故。A-2A-2·关于产品的应用·(1)在使用三菱可编程控制器时，应该符合以下条件:即使在可编程控制器设备出现问题或故障时也不会导致重大事故，并且应在设备外部系统地配备能应付任何问题或故障的备用设备及失效安全功能。(2)三菱可编程控制器是以一般工业用途等为对象设计和制造的通用产品。因此，三菱可编程控制器不应用于以下设备•系统等特殊用途。如果用于以下特殊用途，对于三菱可编程控制器的质量、性能、安全等所有相关责任（包括但不限于债务未履行责任、瑕疵担保责任、质量保证责任、违法行为责任、制造物责任），三菱将不负责。·面向各电力公司的核电站以及其它发电厂等对公众有较大影响的用途。·用于各铁路公司或公用设施目的等有特殊质量保证体系要求的用途。·航空航天、医疗、铁路、焚烧・燃料装置、载人移动设备、载人运输装置、娱乐设备、安全设备等预计对人身财产有较大影响的用途。然而，对于上述应用，如果在限定于具体用途，无需特殊质量（超出一般规格的质量等）要求的条件下，经过三菱的判断也可以使用三菱可编程控制器，详细情况请与当地三菱代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 机构协商。A-3A-3修订 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 *本手册号在封底的左下角。印刷日期*手册编号修改内容1999年09月SH(NA)-080240C-A第一版2006年11月SH(NA)-080240C-B第二版全面改版2008年05月SH(NA)-080240C-C第三版全面改版2011年04月SH(NA)-080240C-D第四版全面改版日文手册原稿:SH-080022-N本手册不授予工业产权或任何其它类型的权利，也不授予任何专利许可。三菱电机对由于使用了本手册中的内容而引起的涉及工业产权的任何问题不承担责任。©1999MITSUBISHIELECTRICCORPORATIONA-4A-4前言非常感谢您选购了三菱通用可编程控制器的MELSEC-Q/L/QnA系列。请在使用之前熟读本书，在充分理解Q/L/QnA系列可编程控制器的功能、性能的基础上正确地加以使用。应确保将本手册交给最终用户。安全注意事项.........................................................................A-1关于产品的应用.......................................................................A-3修订记录.............................................................................A-4前言.................................................................................A-5目录.................................................................................A-5关于手册.............................................................................A–8本手册中使用的总称和简称.............................................................A-11目录1.概述1-1到1-41.1PID处理方法.......................................................................1-32.PID控制的系统配置2-1到2-42.1适用可编程控制CPU.................................................................2-23.PID控制规格3-1到3-143.1不完全微分PID控制...............................................................3-13.1.1性能规格.....................................................................3-13.1.2PID运算块图及运算公式........................................................3-23.1.3PID控制指令列表..............................................................3-33.2完全微分PID控制.................................................................3-83.2.1性能规格.....................................................................3-83.2.2PID运算块图及运算公式........................................................3-93.2.3PID控制指令列表..............................................................3-104.PID控制的功能4-1到4-124.1PID控制的概述....................................................................4-14.2PID控制的功能....................................................................4-24.2.1运算方式.....................................................................4-24.2.2正向动作和逆向动作...........................................................4-24.2.3比例动作(P动作)..............................................................4-34.2.4积分动作(I动作)..............................................................4-44.2.5微分动作(D动作)..............................................................4-54.2.6PID动作......................................................................4-74.3其它功能.........................................................................4-74.3.1无冲击切换功能...............................................................4-84.3.2MV上限/下限控制功能..........................................................4-84.3.3通过AD57(S1)监视PID控制(仅用于QnACPU).......................................4-9A-5A-54.3.4将手动模式下的PV传送到SV存储软元件的功能....................................4-104.3.5PID控制数据及I/O设置范围的变更功能(用于QCPU、LCPU)..........................4-115.PID控制步骤5-1到5-245.1PID控制用数据....................................................................5-45.1.1使用环路数和一次扫描的执行环路数..............................................5-155.1.2采样周期.....................................................................5-165.2I/O数据..........................................................................5-186.PID控制指令6-1到6-27.怎样读指令说明7-1到7-28.不完全微分PID控制指令和程序示例8-1到8-148.1PID控制指令......................................................................8-18.1.1PID控制用数据的设置S.PIDINIT、SP.PIDINIT........................8-28.1.2PID运算S.PIDCONT、SP.PIDCONT........................8-38.1.3停止/开始指定环路号的运算S.PIDSTOP、SP.PIDSTOP、S.PIDRUN、SP.PIDRUN...8-58.1.4指定环路的参数变更S.PIDPRMW、SP.PIDPRMW........................8-68.2PID控制程序示例..................................................................8-78.2.1程序示例的系统配置...........................................................8-78.2.2自动模式PID控制的程序示例....................................................8-88.2.3在自动和手动间切换PID控制模式的程序示例......................................8-129.微分PID控制指令和程序示例9-1到9-289.1PID控制指令......................................................................9-19.1.1PID控制数据的设置PIDINIT、PIDINITP............................9-29.1.2PID控制PIDCONT、PIDCONTP............................9-39.1.3监视PID控制状态(仅用于QnACPU)PID57、PID57P................................9-59.1.4停止/开始指定环路号的运算PIDSTOP、PIDSTOPP、PIDRUN、PIDRUNP...........9-89.1.5更改指定环路号的参数PIDPRMW、PIDPRMWP............................9-99.2PID控制程序示例(用于QCPU、LCPU)..................................................9-109.2.1程序示例的系统配置...........................................................9-109.2.2自动模式PID控制的程序示例....................................................9-119.2.3在自动和手动间切换PID控制模式的程序示例......................................9-149.3PID控制程序示例(仅用于QnACPU)....................................................9-179.3.1程序示例的系统配置...........................................................9-179.3.2自动模式PID控制的程序示例....................................................9-189.3.3在自动和手动间切换PID控制模式的程序示例......................................9-22A-6A-6附录附录-1到附录-6附录1处理时间列表.................................................................附录-1附录2抗积分饱和措施...............................................................附录-5A-7A-7关于手册与本产品有关的手册如下表所示。请根据需要参考下表订购。关联手册手册名称手册编号QCPU用户手册(功能解说/程序基础篇)SH-080503CHN介绍创建程序时必要的功能、编程方法、软元件等。(另售)Qn(H)/QnPH/QnPRHCPU用户手册(功能解说/程序基础篇)SH-080808ENG介绍创建程序时必要的编程方法、软元件名称、参数及程序类型等。(另售)MELSEC-LCPU用户手册(功能解说/程序基础篇)SH-080942CHN介绍创建程序时必要的功能、编程方法、软元件等。(另售)QnACPU编程手册(基础篇)SH-080229C介绍创建程序时必要的编程方法、软元件名称、参数及程序类型等。(另售)MELSEC-Q/L编程手册（公共指令篇）SH-080814CHN介绍Q系列的顺控程序指令、基本指令以及应用指令的使用方法有关内容。(另售)QnACPU编程手册（公共指令篇）SH-080810ENG介绍QnA系列的顺控程序指令、基本指令以及应用指令的使用方法有关内容。(另售)QnACPU编程手册(特殊功能模块篇)SH-4013介绍Q2ACPU(S1)、Q3ACPU、Q4ACPU中使用的特殊功能模块用的专用指令。(另售)QnACPU编程手册(AD57指令篇)介绍Q2ASCPU(S1)、Q2ASHCPU(S1)、Q2ACPU(S1)、Q3ACPU、Q4ACPU、Q4ARCPU中用于控制AD57(S1)型IB-66617CRT控制器模块的专用指令。(另售)MELSEC-Q/L/QnA编程手册（SFC篇）SH-080283CHN介绍MELSAP3的系统配置、性能规格、功能、编程、调试以及出错代码等有关内容。(另售)MELSEC-Q/L/QnA编程手册（MELSAP-L篇）SH-080973CHN介绍创建MELSAP-L格式的SFC程序时必要的编程方法、规格、功能等有关内容。(另售)MELSEC-Q/L编程手册（结构化文本篇）SH-080907CHN介绍结构化文本语言的编程方法有关内容。(另售)A-8A-8阅读本手册之前，应参阅所使用的CPU模块或QnACPU编程手册(基础篇)，预先确认在所使用的CPU模块中可使用的程序、I/O处理和软元件。(1)使用QCPU时4Q+4Q3+4Q8&38⫼᠋᠟ݠ4Q35+&38⫼᠋᠟ݠҟ㒡߯ᓎ⿟ᑣᯊᖙ㽕ⱘࡳ㛑ǃҟ㒡߯ᓎ⿟ᑣᯊᖙ㽕ⱘࡳ㛑㾷䇈ࡳ㛑㾷䇈㓪⿟ᮍ⊩ҹঞ䕃ܗӊㄝDŽࡳ㛑ǃ㓪⿟ᮍ⊩ҹঞ䕃⿟ᑣ෎⸔㆛⿟ᑣ෎⸔㆛ܗӊㄝDŽᴀ᠟ݠ0(/6(&4/0(/6(&4/0(/6(&4/0(/6(&4/0(/6(&4/㓪⿟᠟ݠ4Q$&38㓪⿟᠟ݠ4Q$&38㓪⿟᠟ݠ㓪⿟᠟ݠ㓪⿟᠟ݠ݀݅ᣛҸ㆛3,'᥻ࠊᣛҸ㆛6)&㆛0(/6$3/㆛㒧ᵘ࣪᭛ᴀ㆛ҟ㒡䰸েջ᠔⼎৘ҟ㒡⫼Ѣ3,'᥻ࠊҟ㒡6)&DŽҟ㒡0(/6$3/DŽҟ㒡㒧ᵘ࣪᭛ᴀDŽ᠟ݠҟ㒡ⱘᣛҸҹⱘᣛҸDŽ໪ⱘ݊ᅗᣛҸDŽ(2)使用LCPU时0(/6(&/&38㓪⿟᠟ݠҟ㒡߯ᓎ⿟ᑣᯊᖙ㽕ⱘࡳ㛑ǃ෎⸔㆛㓪⿟ᮍ⊩ҹঞ䕃ܗӊㄝDŽᴀ᠟ݠ0(/6(&/0(/6(&4/0(/6(&4/0(/6(&4/0(/6(&4/㓪⿟᠟ݠ4Q$&38㓪⿟᠟ݠ4Q$&38㓪⿟᠟ݠ㓪⿟᠟ݠ㓪⿟᠟ݠ݀݅ᣛҸ㆛3,'᥻ࠊᣛҸ㆛6)&㆛0(/6$3/㆛㒧ᵘ࣪᭛ᴀ㆛ҟ㒡䰸েջ᠔⼎৘ҟ㒡⫼Ѣ3,'᥻ࠊҟ㒡6)&DŽҟ㒡0(/6$3/DŽҟ㒡㒧ᵘ࣪᭛ᴀDŽ᠟ݠҟ㒡ⱘᣛҸҹⱘᣛҸDŽ໪ⱘ݊ᅗᣛҸDŽA-9A-9(3)使用QnACPU时4Q$&38㓪⿟᠟ݠҟ㒡4Q$&38Ёৃᠻ㸠ⱘ⿟ᑣǃ෎⸔㆛䕧ܹ䕧ߎ໘⧚ǃ䕃ܗӊৡ⿄ㄝDŽᴀ᠟ݠ0(/6(&4//4Q$&38㓪⿟᠟ݠ4Q$&38㓪⿟᠟ݠ4Q$&38㓪⿟᠟ݠ0(/6(&44Q$&38㓪⿟᠟ݠ$'ᣛҸ㆛4Q$&38㓪⿟᠟ݠ⡍⅞ࡳ㛑῵ഫ㆛ᣛҸ㆛݅݀3,'᥻ࠊᣛҸ㆛6)&㆛ҟ㒡䰸েջ᠔⼎৘᠟ݠҟ㒡$-4&ǃҟ㒡⫼Ѣ᥻ࠊ$'ҟ㒡⫼Ѣ3,'᥻ࠊⱘᣛҸDŽҟ㒡6)&DŽҟ㒡ⱘᣛҸҹ໪ⱘ݊ᅗ$-376ㄝ⡍⅞$'ⱘ$'ᣛҸDŽᣛҸDŽࡳ㛑῵ഫ⫼ᣛҸDŽҙ4$5&3838㓪⿟᠟ݠ&4$5ᑨ⫼3,'ᣛҸ㆛ҟ㒡ᑨ⫼3,'᥻ࠊⱘᣛҸDŽA-10A-10本手册中使用的总称和简称除非特别标明，本手册使用下列总称和简称。总称/简称说明基本型QCPU、高性能型QCPU、冗余CPU、通用型QCPU、LCPU、QnACPU的CPU模块总称。Q00CPU、Q01CPU、Q02CPU、Q02HCPU、Q06HCPU、Q12HCPU、Q25HCPU、Q12PRHCPU、Q25PRHCPU、Q00UJCPU、Q00UCPU、Q01UCPU、Q02UCPU、Q03UDCPU、Q04UDHCPU、QCPUQ06UDHCPU、Q10UDHCPU、Q13UDHCPU、Q20UDHCPU、Q26UDHCPU、Q03UDECPU、Q04UDEHCPU、Q06UDEHCPU、Q10UDEHCPU、Q13UDEHCPU、Q20UDEHCPU、Q26UDEHCPU、Q50UDEHCPU、Q100UDEHCPU的总称。QnCPUQ02CPU的总称。QnHCPUQ02HCPU、Q06HCPU、Q12HCPU、Q25HCPU的总称。QnPHCPUQ12PHCPU、Q25PHCPU的总称。QnPRHCPUQ12PRHCPU、Q25PRHCPU的总称。LCPUL02CPU、L26CPU-BT的总称。Q2ASCPU、Q2ASCPU-S1、Q2ASHCPU、Q2ASHCPU-S1、Q2ACPU、Q2ACPU-S1、QnACPUQ3ACPU、Q4ACPU、Q4ARCPU的简称。Q2ASCPU、Q2ASCPU-S1、Q2ASHCPU、Q2ASHCPU-S1、Q2ACPU、Q2ACPU-S1、QnAQ3ACPU、Q4ACPU的总称。Q4ARQ4ARCPU的总称。基本型QCPUQ00JCPU、Q00CPU、Q01CPU的总称。基本高性能型QCPUQ02CPU、Q02HCPU、Q06HCPU、Q12HCPU、Q25HCPU的总称。高性能过程CPUQ02PHCPU、Q06PHCPU、Q12PHCPU、Q25PHCPU的总称。冗余CPUQ12PRHCPU、Q25PRHCPU的总称。Q00UJCPU、Q00UCPU、Q01UCPU、Q02UCPU、通用型QCPUQ03UDCPU、Q04UDHCPU、Q06UDHCPU、Q10UDHCPU、Q13UDHCPU、Q20UDHCPU、Q26UDHCPU、Q03UDECPU、Q04UDEHCPU、通用Q06UDEHCPU、Q10UDEHCPU、Q13UDEHCPU、Q20UDEHCPU、Q26UDEHCPU、Q50UDEHCPU、Q100UDEHCPU的总称。A-11A-11备忘录A-12A-121.概述1.概述本手册介绍下列CPU模块中用于执行PID控制的顺控程序指令。·基本型QCPU(序列号的前五位为04122或以后)1·高性能型QCPU·冗余CPU·通用型QCPU·LCPU·QnACPU基本型QCPU、高性能型QCPU、冗余CPU、通用型QCPU以及LCPU 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 配备了用于执行不完全微分PID控制的指令(PID控制指令)和用于执行完全微分PID控制的指令(PID控制指令)。QnACPU标准配备了用于执行完全微分PID控制的指令(PID控制指令)。因为不完全微分PID控制指令和完全微分PID控制指令是相互独立的，因此可以同时执行。下表给出了可以使用不完全微分PID控制指令和完全微分PID控制指令的CPU模块。CPU模块型号不完全微分完全微分序列号的前5位为“04121”或以前基本型QCPU序列号的前5位为“04122”或以后序列号的前5位为“05031”或以前高性能型QCPU序列号的前5位为“05032”或*1以后冗余CPU通用型QCPULCPUQnACPU:可使用；:不可使用*1:如果使用版本7或以前版本的GXDeveloper读取GXDeveloper版本8中安装的CPU指令，GXDeveloper会将其作为“指令代码异常”处理。以下为PID控制指令。分类不完全微分完全微分PID控制数据设置S(P).PIDINITPIDINIT(P)PID运算S(P).PIDCONTPIDCONT(P)PID控制状态监视PID57(P)指定环路的运算停止S(P).PIDSTOPPIDSTOP(P)指定环路的运算开始S(P).PIDRUNPIDRUN(P)指定环路的参数变更S(P).PIDPRMWPIDPRMW(P)PID控制指令将CPU模块与A/D转换模块和D/A转换模块组合后执行PID控制。在QnACPU中，可以使用AD57(S1)型CRT控制模块监视PID控制状态。1-11.概述要点1(1)过程CPU不支持本手册中介绍的PID控制指令。若想使用过程CPU执行PID控制，应使用QnPHCPU/QnPRHCPU编程手册(过程控制指令篇)中介绍的过程控制指令。(2)冗余CPU可以使用PID控制指令和过程控制指令。1-21-21.概述1.1PID处理方法本节介绍使用PID控制指令进行PID控制的处理方法。(关于PID运算的详细内容，请参阅第4章)通过与A/D转换模块和D/A转换模块的组合，使用PID控制指令执行PID控制，如图1.1所示。&38῵ഫ3,'᥻ࠊᣛҸ᠟ࡼ09䆒ᅮؐ69093,'䖤ㅫ㞾ࡼ09'$䕀ᤶ῵ഫ᥻ࠊ㋏㒳39᠟ࡼ㞾ࡼߛᤶ39$'䕀ᤶ῵ഫӴᛳ఼䆒㕂ؐ69ᅮؐ⌟39᪡԰ؐ09图1.1PID控制处理概述在PID控制处理方法中，如图1.1所示，通过预先设置的设置值(SV)和从A/D转换模块中读取的测定值(PV)计算出执行PID运算的操作值(MV)。将计算出的操作值(MV)写入D/A转换模块后输出到外部。在顺控程序中执行PID运算指令*时，测定采样周期并执行PID运算。在预设的各个采样周期中执行PID运算指令的PID运算。ᠻ㸠3,'䖤ㅫᣛҸᠻ㸠3,'䖤ㅫᣛҸᠻ㸠3,'䖤ㅫᣛҸᠻ㸠3,'䖤ㅫᣛҸᠻ㸠3,'䖤ㅫᣛҸℹ(1'ℹ(1'ℹ(1'ℹ(1'ℹ乎᥻⿟ᑣ⌟ᅮ䞛ḋ਼ᳳ⌟ᅮ䞛ḋ਼ᳳ⌟ᅮ䞛ḋ਼ᳳ䞛ḋ਼ᳳ䞛ḋ਼ᳳ⌟ᅮ䞛ḋ਼ᳳ⌟ᅮ䞛ḋ਼ᳳ3,'䖤ㅫ3,'䖤ㅫ图1.2执行PID运算指令时的动作备注*:下列为PID运算指令·S.PIDCONT(不完全微分)·PIDCONT(完全微分)1-31-31.概述备忘录1-41-42.PID控制的系统配置2.PID控制的系统配置本章介绍使用PID控制指令的PID控制的系统配置。关于配置PID控制系统时可使用的模块，请参阅下列手册。·基本型QCPU、高性能型QCPU、通用型QCPU:MELSEC-Q数据手册·QnACPU:使用的CPU模块的用户手册(详细篇)。ᅮؐ䕧ܹ⌟392$'䕀ᤶ῵ഫ&38῵ഫЏ෎ᵓ᪡԰ؐ䕧ߎ09'$䕀ᤶ῵ഫᠽሩ⬉㓚3,'᥻ࠊⲥ㾚ҙ⫼Ѣ4Q$&38ᠽሩ෎ᵓ&57᥻ࠊ῵ഫҙ$'៪$'6&57᪡԰䴶ᵓ2-12-12.PID控制的系统配置要点对于PID控制指令中使用的SV、PV和MV，可以设置成0至2000的固定值或根据使用的模块设置成任意值。相关细节请参阅4.3.5项。SV、PV、MVCPU模块型号20至2000固定值*设置任意值基本型QCPU高性能型QCPU冗余CPU通用型QCPULCPUQnACPU×::可设置，×:不可设置*:当用于PID控制的I/O的A/D转换模块或D/A转换模块的分辨率不在0至2000之间时，应将数字值转换为0至2000之间。2-22-22.PID控制的系统配置2.1适用可编程控制CPU产品名称型号Q00JCPU、Q00CPU、Q01CPU基本型QCPU(序列号的前5位为04122或以后)高性能型QCPUQ02CPU、Q02HCPU、Q06HCPU、Q12HCPU、Q25HCPU冗余CPUQ12PRHCPU、Q25PRHCPUQ00UJCPU、Q00UCPU、Q01UCPU、Q02UCPU、Q03UDCPU、Q04UDHCPU、Q06UDHCPU、Q10UDHCPU、Q13UDHCPU、Q20UDHCPU、Q26UDHCPU、Q03UDECPU、Q04UDEHCPU、通用型QCPUQ06UDEHCPU、Q10UDEHCPU、Q13UDEHCPU、Q20UDEHCPU、Q26UDEHCPU、Q50UDEHCPU、Q100UDEHCPULCPUL02CPU、L26CPU-BTQ2ASCPU、Q2ASCPU-S1、Q2ASHCPU、Q2ASHCPU-S1、Q2ACPU、QnACPUQ3ACPU、Q4ACPU、Q4ARCPU2-32-32.PID控制的系统配置备忘录2-42-43.PID控制规格3.PID控制规格本节介绍PID控制指令中的PID运算规格。3.1不完全微分PID控制3.1.1性能规格下表为PID控制性能规格。规格有PID上下限限制无PID上下限限制3高性能型QCPU、项目高性能型QCPU、QnA冗余CPU、基本型QCPU基本型QCPU通用型QCPU、CPU通用型QCPU、LCPULCPU8个环路32个环路8个环路32个环路PID控制环路数量——(最多)(最多)(最多)(最多)采样周期TS0.01至60.00s—PID运算方式—测定值微分型不完全微分(正向动作/逆向动作)—比例常数KP0.01至100.00—PID常数积分常数TI0.1至3000.0s—设置范围微分常数TD0.00至300.00s—微分增益KD0.00至300.00—SV(设置值)设置范围SV0至2000-32768至32767—PV(测定值)设置范围PV-50至2050-32768至32767—MV(操作值)输出范围MV—:不可使用3-13-13.PID控制规格3.1.2PID运算块图及运算公式(1)不完全微分的PID运算块图所下所示:໪䚼ᑆᡄ:690939.S3䆒ᅮؐ7,V⌟ᅮؐ๲Ⲟ᪡԰ؐ᥻ࠊᇍ䈵,37'67'.'V'39Ẕ⌟ాໄ(2)下表为使用PID控制指令进行PID运算时的运算公式。名称运算表达式符号意义EVn:在当前采样周期中的偏差(9Q39IQ69EVn-1:在上一个采样周期中的偏差7609.S^(9Q(9Q(9Q'Q`SV:设置值7,7'正向动作7'.'PVfn:当前采样时的测定值(过滤后)'Q39IQ39IQ39IQ'Q7'7'7676PVfn-1:上一个采样周期的测定值(过滤后).'.'PVfn-2:两个周期前采样周期的测定值09Q09测定值微分(过滤后)MV:输出变化值型不完全微MVn:当前操作值分(9Q6939IQDn:当前微分项7V09.S^(9Q(9Q(9Q'Q`Dn-1:上一个采样周期的微分项7,7'逆向动作7'.'KP:比例常数'Q39IQ39IQ39IQ'Q7'7'7V7VTs:采样周期.'.'TI:积分常数09Q09TD:微分常数KD:微分增益要点(1)*:PVfn为使用下列公式计算的输入数据的测定值。因此，未对输入数据设置过滤器系数时，PVfn与输入数据的测定值(PV)相同。过滤后的测定值PVfn=PVn+(PVfn-1-PVn)PVn:当前采样周期的测定值:过滤器系数PVfn-1:上一个采样周期的测定值(过滤后)(2)PVfn存储于I/O数据区。(参阅5.2节)3-23-23.PID控制规格3.1.3PID控制指令列表下表列出了可用于执行PID控制的指令。对象CPU指令名称处理内容QCPU、LCPUQnACPU*S.PIDINIT为PID运算设置作为参照基准的数据。×根据所设置的SV(设置值)和PV(测定值)执行PIDS.PIDCONT*×运算。S.PIDSTOP停止或开始指定环路的PID运算。×S.PIDRUNS.PIDPRMW将指定环路的运算参数更改成PID控制数据。*×:可使用，×:不可使用*:在基本型QCPU、高性能型QCPU、冗余CPU、通用型QCPU、LCPU中允许选择“有/无PID上下限的限制”。有关选择了“有/无PID上下限的限制”时的设置范围的详细内容，请参阅5.1和5.2节。3-33-33.PID控制规格(1)PID控制指令列表PID控制指令列表有如下所示的格式。表3.1PID控制指令列表的阅读方法෎ᴀߚ㉏ᣛҸヺোẃᔶ೒Ḑᓣ໘⧚ݙᆍᠻ㸠ᴵӊᄤ䲚义ⷕℹ᭄6ټӊЁᄬܗ䆒㕂Ёᣛᅮⱘᄫ䕃ⱘ3,'᥻ࠊ᭄᥂DŽ6663,',1,7᭄݀݅᥂䆒㕂ऎ66㟇⦃䏃⫼3,'᥻ࠊ663,',1,7᭄᥂䆒㕂6㟇⦃䏃⫼6㟇633,',1,766P㟇⦃䏃Q⫼6PPQ说明(1)根据不同用途将指令分类。(2)顺控程序中使用的指令代码。(3)用于梯形图中的符号。(4)各指令的处理内容。ԡ᭄᥂ԡ᭄᥂6'6'6'6'ಯϾ䖲㓁ⱘ䕃ܗӊোಯϾ䖲㓁ⱘ䕃ܗӊোҢ⫼ᣛᅮⱘ䕃ܗӊোᓔྟ6Ң⫼ᣛᅮⱘ䕃ܗӊোᓔྟ'图3.1各指令的处理内容3-43-43.PID控制规格(5)各指令的执行条件的详细内容如下所示。符号执行条件只在ON中执行的指令。只有该指令的前条件为ON期间才执行该指令。前条件为OFF时，不执行该指令且不进行处理。是ON时一次执行型指令。仅在该指令的前条件从OFF变为ON的上升沿时执行一次该指令。以后即使条件为ON，也不执行该指令且不进行处理。(6)指令的步数有关步数的详细内容，请参阅QCPU(Q模式)/QnACPU编程手册(公共指令篇)。(7)○表示可以进行子集处理。-表示不可以进行子集处理。有关子集处理的详细内容，请参阅所使用的CPU模块的编程手册(公共指令篇)。(8)表示本手册中有关指令的详细介绍的页码。3-53-53.PID控制规格表3.2给出了PID控制指令列表。表3.2PID控制指令列表基本分类指令符号梯形图格式处理内容执行条件子集页码步数设置存储于字软元件(由6指定)的PID控制数据。6᭄݀݅᥂䆒㕂ऎ63,',1,7666㟇⦃䏃⫼PID控制6S.PIDINIT7-8-2数据设置6㟇⦃䏃⫼6㟇633,',1,766P㟇⦃䏃Q⫼6PPQ用由6指定的SV(设置值)和PV(测定值)执行PID运算，然后将结果存储于由6指定的字软元件的MV(操作值)区。663,'&2176㟇᭄݀݅᥂䆒㕂ऎ669ؐ䆒㕂ऎ639ؐ䆒㕂ऎऎ⦃䏃ټ㟇09ؐᄬ⫼66PID运算S.PIDCONT69ؐ䆒㕂ऎ7-8-339ؐ䆒㕂ऎऎ⦃䏃ټ㟇09ؐᄬ⫼6P69ؐ䆒㕂ऎ639ؐ䆒㕂ऎ6217&',633ऎ⦃䏃ټ㟇09ؐᄬQ⫼6PPQ63,'6723Q停止在Q中指定的环路号的PID停止运算S.PIDSTOP7-8-5运算。633,'6723Q63,'581Q开始在Q中指定的环路号的PID开始运算S.PIDRUN6-8-5运算。633,'581Q将Q中指定的环路号的运算参63,'350:Q6数更改为6中指定的字软元件中存储的PID控制数据。变更参数S.PIDPRMW8-8-6633,'350:Q63-63-63.PID控制规格要点(1)“不完全微分PID运算”和“完全微分PID运算”是相互独立的，因此可以同时执行。(2)通过S(P).PIDINIT指令进行了初始化时，应使用S(P).PIDCONT指令执行PID运算。若想停止和开始指定环路号的PID运算及变更PID控制数据，应使用S(P).PIDSTOP、S(P).PIDRUN及S(P).PIDPRMW指令。3-73-73.PID控制规格3.2完全微分PID控制3.2.1性能规格PID控制的性能规格如下表所示。规格有PID上下限限制无PID上下限限制高性能型高性能型项目QCPU、冗余QCPU、冗余QnACPU基本型QCPU基本型QCPUCPU、通用型CPU、通用型QCPU、LCPUQCPU、LCPU8个环路32个环路8个环路32个环路32个环路PID控制环路数量—(最多)(最多)(最多)(最多)(最多)采样周期TS0.01至60.00sPID运算方式—测定值微分型完全微分(正向动作/逆向动作)比例常数KP0.01至100.00PID常数积分常数TI0.1至3000.0s设置范围微分常数TD0.00至300.00sSV(设置值)设置范围SV0至2000-32768至327670至2000PV(测定值)设置范围PV-50至2050-32768至32767-50至2050MV(操作值)输出范围MV3-83-83.PID控制规格3.2.2PID运算块图及运算公式(1)完全微分的PID运算块图如下所示:໪䚼ᑆᡄ:690939.S37,6䆒ᅮؐ⌟ᅮؐ3,๲Ⲟ᪡԰ؐ᥻ࠊᇍ䈵7'6'9Ẕ⌟ాໄ(2)使用PID控制指令的PID运算的运算公式如下所示。名称运算表达式符号意义EVn:在当前采样周期中的偏差(9Q39IQ69EVn-1:在上一个采样周期中的偏差76SV:设置值09.S^(9Q(9Q(9Q'Q`7,正向动作PVfn:当前采样周期的测定值(过滤后)7''Q39IQ39IQ39IQ76PVfn-1:上一个采样周期的测定值(过滤后)测定值微分PVfn-2:两个周期之前采样周期的测定值(过滤后)09Q09型MV:输出变化值MVn:当前操作值完全微分(9Q6939IQDn:当前微分项76KP:比例常数SQQQQ逆向动作09.^(9(9(9,'`7TS:采样周期7''Q39IQ39IQ39IQ76TI:积分常数TD:微分常数09Q09要点(1)*:用下列的公式计算输入数据的测定值后得到PVfn。因此，未对输入数据设置过滤器系数时，PVfn与输入数据的PV(测定值)相同。过滤后的测定值PVfn=PVn+(PVfn-1-PVn)PVn:当前采样周期的测定值:过滤器系数PVfn-1:上一个采样周期的测定值(过滤后)(2)PVfn存储于I/O数据区。(参阅5.2节)3-93-93.PID控制规格3.2.3PID控制指令列表用于执行PID控制的指令列表如下所示。CPU指令名称处理内容QCPU、LCPUQnACPU*PIDINIT为PID运算设置作为参照基准的数据。根据所设置的SV(设置值)和PV(测定值)执行PIDPIDCONT*运算。PID57使用AD57(S1)监视PID运算结果。×PIDSTOP停止或开始指定环路号的PID运算。PIDRUNPIDPRMW将指定环路号的运算参数更改为PID控制数据。*:可使用，×:不可使用*:在基本型QCPU、高性能型QCPU、冗余CPU、通用型QCPU和LCPU中允许选择“有/无PID上下限限制”。有关选择了“有/无PID上下限限制”时的设置范围的详细内容，请参阅5.1节和5.2节。3-103-103.PID控制规格(1)PID控制指令列表PID控制指令列表具有的格式如下所示。表3.3PID控制指令列表的阅读方法ߚ㉏ᣛҸヺোẃᔶ೒Ḑᓣ໘⧚ݙᆍᠻ㸠ᴵӊ෎ᴀℹ᭄ᄤ䲚义ⷕӊܗѢᄫ䕃ټ䆒㕂ᄬ⬅ᣛᅮⱘ3,'᥻ࠊ᭄᥂663,',1,76᭄݀݅᥂䆒㕂ऎ663,'᥻ࠊ㟇⦃䏃⫼6᭄᥂䆒㕂3,',1,76㟇⦃䏃⫼6㟇3,',1,7366P㟇⦃䏃Q⫼6PPQ说明(1)按不同用途将指令分类。(2)表示程序中使用的指令代码。(3)用于梯形图中的符号。(4)各指令的处理内容。ԡ᭄᥂ԡ᭄᥂6'6'6'6'ಯϾ䖲㓁ⱘ䕃ܗӊোಯϾ䖲㓁ⱘ䕃ܗӊোҢ⫼ᣛᅮⱘ䕃ܗӊোᓔྟ6Ң⫼ᣛᅮⱘ䕃ܗӊোᓔྟ'图3.2各指令的处理内容3-113-113.PID控制规格(5)各指令执行条件的详细内容如下所示。符号执行条件只在ON中执行的指令。只有该指令的前条件为ON期间才执行该指令。前条件为OFF时，不执行该指令且不进行处理。是ON时一次执行型指令。仅在指令的前条件为OFF至ON的上升沿时执行一次指令。以后即使条件为ON，也不执行指令且不进行处理。(6)指令的基本步数有关步数的详细内容，请参阅所使用的CPU模块的编程手册(公共指令篇)。(7)○表示可以进行子集处理。-表示不可以进行子集处理。有关子集处理的详细内容，请参阅所使用的CPU模块的编程手册(公共指令篇)。(8)表示本手册中有关指令的详细介绍的页码。3-123-123.PID控制规格表3.4给出了PID控制指令列表。表3.4PID控制指令列表基本分类指令符号梯形图格式处理内容执行条件子集页码步数设置存储于字软元件(用6指定)的PID控制数据。63,',1,76᭄݀݅᥂䆒㕂ऎ66㟇⦃䏃⫼PID控制6PIDINIT2-9-2数据设置6㟇⦃䏃⫼6㟇3,',1,7366P㟇⦃䏃Q⫼6PPQ用6中指定的SV(设置值)和PV(测定值)执行PID运算，然后将结果存储于6指定的字软元件的MV(操作值)区。63,'&2176㟇᭄݀݅᥂䆒㕂ऎ669ؐ䆒㕂ऎ639ؐ䆒㕂ऎ㟇ऎ⦃䏃ټ09ؐᄬ⫼PID运算PIDCONT62-9-369ؐ䆒㕂ऎ639ؐ䆒㕂ऎऎ⦃䏃ټ㟇09ؐᄬ⫼6P69ؐ䆒㕂ऎ662173&',339ؐ䆒㕂ऎऎ⦃䏃ټ㟇09ؐᄬQ⫼6PPQ监视AD57(S1)(Q中指定)的PID运算结果。3,'Q66Q:AD57(S1)的起始I/O号6:监视画面号监视PID571:环路1至环路84-9-52:环路9至环路163:环路17至环路243,'3Q664:环路25至环路326:初始画面显示请求3-133-133.PID控制规格表3.4PID控制指令列表基本分类指令符号梯形图格式处理内容执行条件子集页码步数3,'6723Q停止Q中指定的环路号的PID停止运算PIDSTOP2-9-8运算。3,'67233Q3,'581Q开始Q中指定的环路号的PID开始运算PIDRUN2-9-8运算。3,'5813Q将Q中指定的环路号的运算参数改为6中指定的字软元件中3,'350:Q6存储的PID控制数据。变更参数PIDPRMW3-9-93,'350:3Q6要点(1)“不完全微分PID运算”和“完全微分PID运算”是相互独立的，因此可以同时执行。(2)通过PIDINIT(P)指令进行初始化时，应使用PIDCONT(P)指令执行PID运算。若想停止和开始指定环路号的PID运算及变更PID控制数据，应使用PIDSTOP(P)指令、PIDRUN(P)指令和PIDPRMW(P)指令。3-143-144.PID控制的功能4.PID控制的功能本章介绍使用PID控制指令执行PID控制有关内容。4.1PID控制的概述PID控制是应用于流量、速度、风量、温度、压力、配比等的过程控制的控制方式。将控制对象保持为所设置的值的所需配置如下图所示。&38῵ഫ3,'᥻ࠊᣛҸ᠟ࡼ09䆒㕂ؐ69093,'䖤ㅫ'$䕀ᤶ῵ഫ᥻ࠊᇍ䈵39᠟ࡼ㞾ࡼⳌѦߛᤶ4$'䕀ᤶ῵ഫӴᛳ఼䆒㕂ؐ69ᅮؐ⌟39᪡԰ؐ09图4.1PID过程控制的应用示例PID控制期间，将由传感器测量的值(测定值)与预先设置的值(设置值)进行比较，然后调节输出值(操作值)以消除测定值和设置值之间的差。在PID控制运算中，通过组合比例动作(P)、积分动作(I)和微分动作(D)计算MV(操作值)，使测量值迅速、正确地趋近于设置值(SV)。当PV与SV的差增大时MV增大，迅速地使PV值趋近于设置值；PV与SV的差变小后，减小MV，平缓、正确地将PV调节为与SV相同。4-14-14.PID控制的功能4.2PID控制的功能用PID控制指令执行PID控制的运算方式有速度型和测定值微分型两种。以下介绍用这两种运算方法执行的控制。4.2.1运算方式(1)速度型运算速度型运算是在PID运算中计算各个MV(操作值)的变化量的运算方式。实际的MV是各个采样周期计算出的MV变化量的累计值。(2)测定值微分型运算测定值微分型运算是在PID运算中将PV(测定值)作为微分项使用的运算方式。因为在微分项中不使用偏差，改变设置值导致偏差变化时，由于微分动作可以减4轻输出的骤变。4.2.2正向动作和逆向动作在PID控制中，可以选择正向动作或逆向动作指定控制方向。(1)在正向动作中，与SV(设置值)相比，PV(测定值)增加时使MV(操作值)增加。(2)在逆向动作中，与SV(设置值)相比，PV(测定值)减小时使MV(操作值)增加。(3)无论在正向动作还是在逆向动作中，MV都将随着SV与PV之差的增大而增大。(4)下图说明了正向动作和逆向动作与MV、PV和SV之间的关系。6909䗚৥ࡼ԰ℷ৥ࡼ԰39(5)下图给出了用正向动作和逆向动作进行过程控制的示例。䆒㕂ؐᅮؐ⌟⏽⏽ᑺᑺ䆒㕂ؐᅮؐ⌟ᯊ䯈ᯊ䯈ℷ৥ࡼ԰ࠊދᯊ䗚৥ࡼ԰ࠊ⛁ᯊ4-24-24.PID控制的功能4.2.3比例动作(P动作)以下介绍比例动作的控制方法。(1)在比例动作中，MV(操作值)与偏差(设置值与测定值之差)成比例关系。(2)下面的公式表达了E(偏差)与MV之间的关系。MV=Kp·EKp是比例常数也称为“比例增益”。条件比例动作当比例增益Kp减小时控制动作变慢。当比例增益Kp增大时控制动作变快。但是,易发生振荡。(3)恒定偏差的阶跃响应时的比例动作如图4.2所示。Ꮒأ(ᯊ䯈09.S(ᯊ䯈图4.2恒定偏差的比例动作(4)产生的相对于设置值的恒定误差称为偏置(残留偏差)。偏置产生于比例动作中。㕂أ㕂䆒ᅮؐأ䆒ᅮؐWW4-34-34.PID控制的功能4.2.4积分动作(I动作)以下介绍积分动作的控制方法。(1)积分动作是指,存在有偏差时，连续地变化MV(操作值)以消除偏差的动作。该动作可消除比例动作中产生的偏置。(2)偏差产生后，积分动作的MV达到比例动作MV所需的时间称为积分时间。积分时间以TI表示。条件积分动作积分效果增大且消除偏置所用时间变短。积分时间TI较小时但是，易发生振荡。积分时间TI较大时积分效果减小且消除偏置所用时间变长。(3)偏差为恒定值的阶跃响应时的积分动作如图4.3所示。أᏂ(ᯊ䯈Ā3,āࡼ԰Ёⱘ09ؐࡼ԰Ёⱘ09ؐ,09S(3ࡼ԰Ёⱘ09ؐ.7,ᯊ䯈图4.3恒定偏差的积分动作(4)积分动作常与比例动作组合使用(PI动作)或与比例及微分动作组合使用(PID动作)。积分动作不能独立使用。4-44-44.PID控制的功能4.2.5微分动作(D动作)以下介绍微分动作的控制方法。(1)微分动作是指，产生偏差时，将与偏差随时间的变化率成正比的MV(操作值)施加到偏差中以消除偏差的动作。本动作可防止由外部干扰等导致控制目标发生大的波动。(2)偏差产生后，微分动作的MV达到比例动作的MV所需的时间称为微分时间。微分时间以TD表示。条件微分动作当微分时间TD变短时微分效果减小。微分效果增大。当微分时间TD变长时但是，易产生短周期振荡。(3)偏差为恒定值的阶跃响应时的微分动作如图4.4所示。أᏂ'9ᯊ䯈᪡԰.3'9↨՟ࡼ԰Ёⱘ09ؐ7'ᯊ䯈图4.4偏差为恒定值时的微分动作(4)微分动作常与比例动作组合使用(PD动作)或与比例及积分动作组合使用(PID动作)。微分动作不能