基于三菱FXsub2Nsub的增量式PID控制器设计
基于三菱FX2N的增量式PID控制器设计
基于三菱FX2N的增量式PID控制器设计文章出处：发布时间：2010/08/17 | 1310 次阅读| 2次推荐| 0条留言业界领先的TEMPO评估服务高分段能力，高性能贴片保险丝专为OEM设计师和工程师而设计的产品使用安捷伦电源，赢取iPad2 Samtec连接器完整的信号来源每天新产品时刻新体验完整的15A开关模式电源在工业生产中，常需要采用闭环控制方式来控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量。
无论是使用模拟控制器的模拟控制系统，还是使用计算机的数字控制系统，PID控制器都得到了广泛的应用。
这是因为这种方法不需要精确的控制系统数学模型，有较强的灵活性和适应性。
但是在数字PLC控制系统中，普通的PID算法对所有过去状态存在依赖性，从而引起系统较大的超调，使系统稳定性下降。
增量式PID控制算法每次输出只输出控制增量，必要时可通过逻辑判断限制故障时的输出，从而降低了因机器故障导致PID 误输出给系统带来严重后果的影响。
在实际系统中，PLC控制模拟量可采用PLC自带的PID过程控制模块，但对要求比较高的场合采用改进的PID控制算法，就必须由用户自己编制PID控制算法，基于这些问题的考虑，文中介绍一种由三菱FX2N实现的增量式PID控制器的设计方法。
1 控制原理1．1 PID控制原理PLC的PID控制器的设计是以连续系统的PID控制规律为基础，将其数字化，写成离散形式的PID控制方程，再根据离散方程进行控制程序设计。
在连续系统中，典型的PID闭环控制系统如图1所示，图中sp(t)是给定值，pv(t)为反馈量，c(t)为系统的输出量。
PID控制器的输入／输出关系式为：式中：M(t)为控制器的输出；M0为输出的初始值；e(t)=sp(t)-pv(t)为误差信号；Kc为比例系数；T1为积分时间常数；TD为微分时间常数。
式(1)中等号右边前3项分别是比例、积分、微分部分，他们分别与误差、误差的积分和微分成正比。
何为PID，如何玩转三菱FX3UPLCPID指令的参数？
何为PID，如何玩转三菱FX3UPLCPID指令的参数？电气工程师项目设计流程：一个项目中，电气工程师要做的设计思路李工总结的模拟量控制基础知识，喜欢就拿走PLC定位控制基础：电子齿轮比对脉冲当量和电机转速的调整作用伺服、步进电机定位控制十条基础知识步进电动机与交流伺服电动机的性能比较，来看看跟你知道的一样吗？怎样用软件进行交流伺服驱动器的增益自动调整？变频器的常见故障诊断与处理，码了五千字，一篇文章搞定变频器的种类多种多样，根据负载特性怎么选择变频器呢？模拟量标定与标定变换是什么意思？你可能不知道，掌握一个公式，确实很简单电工最基础、最核心的知识是掌握电的回路（九）：二次控制回路怎么让两台伺服电机比例同步运行？伺服驱动器要做哪些设置？福利：告诉你一个工控人收入翻倍的秘密！何为PID，如何玩转三菱FX3U PLC PID指令？简单来说，PID是一种算法。
PID是一种使用比例（Proportional）、积分（integral）、微分（derivative）的组合，通过测定值（PV）与目标值（SV）的差值，计算输出值（MV），使目标值保持稳定（波动较小）的闭环控制算法。
PID控制具有结构简单、稳定性好、工作可靠调整方便等优点，在要求控制精准一点的自动控制场合大多使用PID控制，如烤箱的温度控制、变频空调的温度控制、伺服电机的定位控制等；在要求不高的控制场合或者目标物理量变化幅度不大场合可以使用位式控制，如水温控制在50~70度之间则可不必使用PID控制。
PID控制的动作方向有两种，一种是正动作方向，是指测定值与目标值相比较增大，输出值也增大，如空调、冷气的控制；另一种是反动作方向，是指测定值与目标值相比较减小，输出值却增大，如烤箱、暖气的控制。
▼ PID的基本计算公式PID的计算方法比较复杂，我们应用它，不必记住这些，只需要根据指令设置相关参数就可以。
FX3U PLC的PID指令格式如下：▼FX3U PLC的PID指令格式如下▼PID指令 S3参数设定内容S3：采样时间（Ts）。
三菱系列变频器PID控制参数设置及校正
三菱变频器PID控制图三菱FR-F700系列变频器PID控制参数调节及校正对象：FR-F740 + 远程压力表（0－1.6MPa）＋控制电机控制方式：从PU板输入目标数值，通过压力表输入实时压力测量值，变频器自动调节输出频率一、硬件设置1 短接RT和SD端子，使X14端子为ON ,。
2 短接AU和SD端子,3二、三、X14信号置于··11”。
参数表：四、将压力表值调节到0MPa，设置参数Pr.c6＝0；将压力表值调节到1.6MPa，设置参数Pr.c7＝100.这样，0－100将和0－1.6MPa等比例对应，目标值设定Pr.133中设定值（0－100）与0－1.6MPa等比例对应。
1 调整步骤2 详细校正过程（1）按变频器PU板上的MODE键，调至参数选择界面，如图：，然后旋转旋钮使界面到Pr.C参数设置界面，如图：，再按SET键进入参数号选择界面，如图：，此时字母C后的光标闪烁。
（2）将压力表值调节到0MPa并保持，然后旋转旋钮，当字母C后面数字为6时停止旋值为字母100，1.4.1.2.通过C6 （Pr.904）进行校正。
3.端子4-5间外加检测器设定的100%的输出电流（例﹕20mA）。
4.通过C7 （Pr.905）进行校正。
五、说明1 以上参数设置完成，参数校正成功后，变频器断电再次启动后，无需重新设置和校正参数。
2 校正参数前，须保证AU端子和SD端子短接，拨码开关置1（X14置ON）.3 Pr.c6设置值对应4号端子输入的测量值的最小值，Pr.c7设置值对应4号端子输入的测量值的最大值，建议分别设置为0和100.4 Pr.128参数值设定PID为负作用还是正作用，当在（目标值－测量值）为正时增加执行量（输出频率），为负时减小执行量时为负作用，Pr.128设定为20；当（目标值－测量值）为负时增加执行量，为正时减小执行量，选择正作用，Pr.128设置为21.5 Pr.133中设定值为当前测量值占最大测量值的百分数。
基于三菱FXN-PLC实验指导书
基于三菱FX2N PLC实验指导书罗慧芳常州工学院目录实验一可编程控制器的基本指令编程练习 (3)实验二 LED数码显示控制 (7)实验三天塔之光模拟控制 (12)实验四步进电机运动控制（实物） (15)实验五直线运动控制系统（实物） (17)实验六运料小车控制模拟 (24)实验七十字路口交通灯控制 (30)实验八十字路口交通灯控制（带倒计时显示） (33)实验九三层电梯控制系统的模拟 (39)实验十四层电梯控制系统的模拟 (47)实验十一五层电梯控制系统的模拟 (49)实验十二三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制（实物） (51)实验十三三相鼠笼式异步电动机联锁正反转控制（实物） (53)实验十四三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制（实物） (55)实验十五三相鼠笼式异步电动机星/三角换接起动控制（实物） (57)实验十六水塔水位控制模拟 (59)实验十七装配流水线的模拟控制 (61)实验十八液体混合装置控制的模拟 (64)实验十九机械手动作的模拟 (67)实验二十四节传送带的模拟 (70)实验二十一自动配料系统控制的模拟 (74)实验二十二轧钢机控制系统模拟 (77)实验二十三邮件分拣系统模拟 (80)实验二十四自动售货机的模拟控制 (84)实验二十五加工中心的模拟控制 (89)实验一可编程控制器的基本指令编程练习(一) 与或非逻辑功能实验在基本指令的编程练习实验区完成本实验一、实验目的1.熟悉PLC装置，FX系列可编程控制器的外部接线方法2.了解编程软件GX Developer的编程环境，软件的使用方法。
3.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法二、实验说明首先应根据参考程序判断Y01、Y02，Y03的输出状态，在拨动输入开关X00、X01、X02，X03，观察输出指示灯Y01、Y02，Y03与X00、X01、X02、X03，之间是否符合与、或、非逻辑的逻辑关系。
三、实验面板图图中的接线孔通过防转座插锁紧线与PLC的主机相输入输出插孔相接。
用三菱PLC实现PID控制变频器
用三菱PLC-FX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统控制要求:(1)有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用,自动运行时泵运行累计100小时轮换一次,手动时不切换.（2）两台水泵分别由m1、m2电动机拖动，电动机同步转速为3000转/min，由km1、km2控制. （3）切换后起动和停电后起动须5s报警，运行异常可自动切换到备用泵,并报警。
（4）采用plc的pid调节指令。
（5）变频器（使用三菱fr—a540）采用plc的特殊功能单元fx0n-3a的模拟输出，调节电动机的转速. （6）水压在0~10kg可调，通过触摸屏（使用三菱f940）输入调节。
（7）触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等.（8)变频器的其余参数自行设定。
软件设计：1．fx2n—48mrplc 的i/o分配：根据控制要求及i/o分配，其系统接线图如图所示.plc输入，x1:1号泵水流开关;x2：2号泵水流开关;x3：过压保护。
plc输出，y1：km1；y2：km2;y4：报警器;10：变频器stf.2．触摸屏画面设:根据控制要求及i/o分配，制作触摸屏画面。
触摸屏输入：m500：自动起动。
m100：手动1号泵。
m101:手动2号泵。
m102：停止。
m103：运行时间复位。
m104:清除报警。
d300：水压设定。
触摸屏输出：y0:1号泵运行指示。
y1:2号泵运行指示。
t20：1号泵故障.t21:2号泵故障。
d101：当前水压。
d502：泵累计运行的时间。
d102：电动机的转速。
3。
plc的程序：根据控制要求，画出fx2n-48mr的程序梯形图、plc程序如下图所示.此主题相关图片如下，点击图片看大图：plc的程序简述：plc得电后，通过程序把模块中的摸拟量压力信号转化成压力数字量(d160)，将压力的数据寄存器d160的值除以25以校正压力的实际值（由特殊功能模拟模块fx0n—3a的资料可知：因0—10kg对应的是数值是0-250，所以压力与数值的关系是1：25)。
三菱PID讲解
PID 指令是用来调用 PID 运算程序，在 PID 运算开始之前，应使用 MOV 指令 将参数（见表 6-3）设定值预先写入对应的数据寄存器中。如果使用有断电保持 功能的数据寄存器，不需要重复写入。如果目标操作数[D]有断电保持功能，应 使用初始化脉冲 M8002 的常开触点将其复位。
PID 控制
-----闭环回路定值控制原理三菱 PLC 之 PID 应用讲解
在工业控制中，PID 控制（比例-积分-微分控制）得到了广泛的应用，这是 因为 PID 控制具有以下优点：
1）不需要知道被控对象的数学模型。实际上大多数工业对象准确的数学模 型是无法获得的，对于这一类系统，使用 PID 控制可以得到比较满意的效果。据 日本统计，目前 PID 及变型 PID 约占总控制回路数的 90%左右。
2）使用 PID 功能指令。现在很多中小型 PLC 都提供 PID 控制用的功能指令， 如 FX2N 系列 PLC 的 PID 指令。它们实际上是用于 PID 控制的子程序，与 A/D、 D/A 模块一起使用，可以得到类似于使用 PID 过程控制模块的效果，价格却便宜 得多。
3）使用自编程序实现 PID 闭环控制。有的 PLC 没有有 PID 过程控制模块和 PID 控制指令，有时虽然有 PID 控制指令，但用户希望采用变型 PID 控制算法。在这 些情况下，都需要由用户自己编制 PID 控制程序。
3. FX2N 的 PID 指令 PID 指令的编号为 FNC88，如图 6-36 所示源操作数［S1］、［S2］、[S3]和 目标操作数[D]均为数据寄存器 D，16 位指令，占 9 个程序步。［S1］和［S2］ 分别用来存放给定值 SV 和当前测量到的反馈值 PV，［S3］~[S3]＋6 用来存放控 制参数的值，运算结果 MV 存放在［D］中。源操作数［S3］占用从［S3］开始的 25 个数据寄存器。
基于三菱FX2N的增量式PID控制器设计
基于三菱FX2N的增量式PID控制器设计
王军琴
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2010(33)12
【摘要】研究普通PID数字控制器在PLC控制系统中的应用,结果表明该算法容易产生误差积累,从而使得超调量过大,在此基础上提出增量式PID控制算法.阐述基于三菱FXzN增量式PID控制器设计方法,给出了增量式PID控制算法程序流程图和部分程序.实验结果表明,该控制算法既有利于改善系统的动态特性又有利于消除静差.比普通的PID控制具有更好的控制品质.
【总页数】3页(P167-168,172)
【作者】王军琴
【作者单位】西安文理学院,陕西,西安,710065
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于三菱 FX2N 系列 PLC 的智能供水控制系统设计 [J], 赵媛
2.基于三菱FX2N系列PLC的Z3050摇臂钻床控制系统的设计 [J], 周玲;李谷
3.基于组态王与三菱FX2N的电梯监控系统设计 [J], 邢绍邦;罗印升
4.基于三菱FX2N PLC控制的液位自动控制系统设计 [J], 赵素玲
5.基于三菱FX2N PLC控制的液位自动控制系统设计 [J], 赵素玲
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
fx2n pid公式
fx2n pid公式（最新版）目录1.FX2N PID 公式概述2.FX2N PID 公式的组成部分3.FX2N PID 公式的计算方法4.FX2N PID 公式的应用实例5.总结正文一、FX2N PID 公式概述FX2N PID 公式是一种广泛应用于工业控制系统中的闭环控制系统设计方法。
PID 即比例 - 积分 - 微分，是一种基于系统误差进行调节的控制策略。
FX2N 则是三菱 PLC 的一种编程语言，常用于编写闭环控制程序。
将 PID 控制策略应用到 FX2N 编程语言中，可以实现对工业过程的精确控制。
二、FX2N PID 公式的组成部分FX2N PID 公式主要由以下三个部分组成：1.比例控制（P，Proportional）：比例控制是根据系统误差的大小来调整控制量，使系统输出与期望输出保持一致。
比例系数越大，控制系统对误差的响应越快，但可能导致系统震荡。
2.积分控制（I，Integral）：积分控制是根据系统误差的积分来调整控制量，以消除系统的静差。
积分作用使得控制系统对长时间存在的误差有更好的响应，但过大的积分系数可能导致系统响应变慢。
3.微分控制（D，Differential）：微分控制是根据系统误差的变化速度来调整控制量，能预测系统的变化趋势，从而减小系统的超调量和调整时间。
微分作用可以改善系统的动态性能，但过大的微分系数可能导致系统不稳定。
三、FX2N PID 公式的计算方法在 FX2N 编程语言中，PID 参数的计算通常采用 Ziegler-Nichols 方法。
该方法需要首先确定系统的临界增益，然后根据临界增益计算 PID 参数。
具体步骤如下：1.确定系统的开环增益 Ku 和闭环增益 Kcl。
2.计算系统的临界增益 Ku 和 Kcl。
3.根据 Ziegler-Nichols 表格，查找对应的 P、I、D 参数。
四、FX2N PID 公式的应用实例假设有一个温度控制系统，需要实现对恒定温度的控制。
三菱系列变频器PID控制参数设置及校正
三菱变频器PID控制图三菱FR-F700系列变频器PID控制参数调节及校正对象：FR-F740 + 远程压力表（0－1.6MPa）＋控制电机控制方式：从PU板输入目标数值，通过压力表输入实时压力测量值，变频器自动调节输出频率一、硬件设置1 短接RT和SD端子，使X14端子为ON ,。
2 短接AU和SD端子,3二、三、X14信号置于··11”。
参数表：四、将压力表值调节到0MPa，设置参数Pr.c6＝0；将压力表值调节到1.6MPa，设置参数Pr.c7＝100.这样，0－100将和0－1.6MPa等比例对应，目标值设定Pr.133中设定值（0－100）与0－1.6MPa等比例对应。
1 调整步骤2 详细校正过程（1）按变频器PU板上的MODE键，调至参数选择界面，如图：，然后旋转旋钮使界面到Pr.C参数设置界面，如图：，再按SET键进入参数号选择界面，如图：，此时字母C后的光标闪烁。
（2）将压力表值调节到0MPa并保持，然后旋转旋钮，当字母C后面数字为6时停止旋值为字母100，1.4.1.2.通过C6 （Pr.904）进行校正。
3.端子4-5间外加检测器设定的100%的输出电流（例﹕20mA）。
4.通过C7 （Pr.905）进行校正。
五、说明1 以上参数设置完成，参数校正成功后，变频器断电再次启动后，无需重新设置和校正参数。
2 校正参数前，须保证AU端子和SD端子短接，拨码开关置1（X14置ON）.3 Pr.c6设置值对应4号端子输入的测量值的最小值，Pr.c7设置值对应4号端子输入的测量值的最大值，建议分别设置为0和100.4 Pr.128参数值设定PID为负作用还是正作用，当在（目标值－测量值）为正时增加执行量（输出频率），为负时减小执行量时为负作用，Pr.128设定为20；当（目标值－测量值）为负时增加执行量，为正时减小执行量，选择正作用，Pr.128设置为21.5 Pr.133中设定值为当前测量值占最大测量值的百分数。
三菱变频器PID控制-PPT文档资料
我们选择用变频器完成偏差值运算
动手操作
5、 问： 动作？ 怎样确定PID动作方向，换言之在哪些场合用正动作或反
答： 这是整个调试过的第一步，是非常关键的，必须根 据所处行业的系统要求准确选定。一般来说，在供水、流量控制、加 温时应为反作用，通俗讲，测量值（水压、液体流量、温度）升高时， 应减小执行量，反之则应增大执行量。而在排水、降温时为正作用， 测量值（水压、温度）升高时，应增大执行量，反之则应减小执行量。
我们以做了一个用变频器实现温度PID 控制的模型: 1、传感器选用PT100 （4-20MA）的温度变送器信号=>反馈值 2、温度设置是0－5V/10V （ 0-150度）模拟信号＝>给定值
3、被控制元件三个灯泡=>模拟显示
动手操作
3、
问：
答：
如何使变频器进入PID控制模式？
该过程中的具体操作方法对应各系列产品有所差异：除 E500外，以上其它系列变频器中均可在未使用的输入端子中重新定义一个 PID使能端，即该端子接通为PID控制方式，而断开为普通的V/F控制方式， 例如：RT输入端子未作他用时，可设其为X14，即P183=14（用于A500、 F500、F700和V500）或P60=14（用于F500J和S500）；而在E500中则通 过设定参数P128来确定运行模式，P128=0为普通的V/F控制方式，P128=20 或21为PID控制方式。因此对需要经常进行二种模式切换的场合，建议选用 E500以外的产品。 参数设置 1、P183=14该端子接通为PID控制方式(注:也可选其他端子进行控制) 2、P128=20对加热,压力等等的控制 我们选用RT端子为PID控制端子
我们选用测量值（水压、液体流量、温度）升高时，应减小执行量
FX2N系列PLC实现温度PID控制 毕业设计
FX2N系列PLC实现温度PID控制内容摘要温度作为工业生产和科学实验中最普遍、也是最重要的热工参数之一。
其精度对产品或实验结果会产生重大的影响。
而可编程控制器（PLC）可靠性高，抗干扰能力强，易学易用，采用PLC控制是其中一种比较优越的控制。
本设计主题为“通过三菱PLC实现温度PID控制”。
主要内容为通过FX2N-16MR和其扩展单元FX2N-4AD通过PID特殊功能指令实现单回路闭环系统控制。
系统实现恒温箱内温度快速调整为设定值（110℃）保持恒定，当温度与设定值相差超过5℃时系统实现自动报警。
系统可以自动根据所测量恒温箱内的当前实际温度与设定温度差异通过调节恒温箱内电热丝通断时间调节温度，使恒温箱内温度快速准确调整为设定值。
关键词温度控制；PLC；PID调节；A/D模块AbstractTemperature as industrial production and scientific experiments, the most common, and most important thermodynamic parameters. The accuracy of the product or its results will have a significant impact. The programmable logic controller (PLC), high reliability, strong anti-interference, easy to use, PLC control is one of the relatively superior control.The design theme is "realized through Mitsubishi PLC PID temperature control." The main contents are through FX2N-16MR and its expansion units FX2N-4AD special function commands through the PID closed-loop system to achieve single-loop control. System to achieve rapid adjustment of thermostatic chamber temperature set value (110 ℃) remains constant when the temperature and the set value differ by more than 5 ℃, automatic alarm system. The system can automatically based on the measured temperature inside the current difference between the actual temperature and the set temperature by regulating the temperature inside the heating wire off time, the temperature inside the temperature quickly and accurately adjust the settings.KeywordsTemperature control; PLC; PID regulator; A / D module目录一、绪论 (1)1.1 PID控制技术概述 (1)1.2 温度控制技术 (1)1.3 系统过程分析 (2)二、硬件设计 (3)2.1 硬件选型 (3)2.1.1 可编程控制器选型 (4)2.1.2 温度转换器选型 (5)2.1.3 热电偶接触器选型 (6)2.1.4 继电器选型 (8)2.2 硬件接线图 (9)2.2.1 输入接口电路 (10)2.2.2 输出接口电路 (11)三、软件设计 (15)3.1 指令分析部分 (15)3.1.1 PID调节部分 (15)3.1.2 PID模块参数整定 (18)3.1.3 脉宽指令调节部分 (19)3.1.4 系统报警部分 (21)3.1.5 模拟量数字量转换部分 (22)3.2 指令编写部分 (22)3.3 附录 (26)四、设计总结 (27)五、参考文献 (28)一、绪论1.1 PID控制技术发展概述自从上世纪三十年代以来，自动化技术获得惊人成果，在现在的工业生产和科学发展中起着重要作用。
fx2n pid公式
fx2n pid公式摘要：一、前言1.背景介绍2.目的和意义二、fx2n PID 公式概述1.PID 控制器简介2.fx2n PID 公式基本原理3.fx2n PID 公式公式推导三、fx2n PID 公式应用实例1.温度控制系统2.流量控制系统3.压力控制系统四、fx2n PID 公式的优化与调整1.参数调整方法2.系统性能评估3.优化策略五、总结1.fx2n PID 公式在自动化控制领域的贡献2.未来发展趋势和展望正文：一、前言在自动化控制领域，PID 控制器是一种广泛应用的设备，其通过比例、积分、微分三个环节的运算，对系统偏差进行实时调节，实现对被控对象的稳定控制。
fx2n PID 公式是三菱PLC（可编程逻辑控制器）中常用的一种PID 算法，具有较高的控制精度和稳定性。
本文将对fx2n PID 公式进行详细介绍，并探讨其在实际工程中的应用及优化方法。
二、fx2n PID 公式概述1.PID 控制器简介PID 控制器是一种模拟人类调节过程的控制器，具有比例（P）、积分（I）、微分（D）三个调节环节。
比例环节对系统偏差进行实时比例调节，积分环节对系统偏差的积分进行补偿，微分环节预测系统偏差的变化趋势，从而减小系统的超调量和调整时间。
2.fx2n PID 公式基本原理fx2n PID 公式是三菱PLC 中常用的一种PID 算法，基于比例、积分、微分三个环节的运算，实现对被控对象的稳定控制。
公式如下：Kp × (1 + Ki × T + Kd × (T - 1))其中，Kp 为比例增益，Ki 为积分增益，Kd 为微分增益，T 为时间常数。
3.fx2n PID 公式公式推导为了更直观地理解fx2n PID 公式，我们可以对其进行推导。
首先，根据PID 控制器的基本原理，我们有：D(t) = Kd × (T - 1) × e(t)I(t) = Ki × ∫[e(t)]dt其中，e(t) 为系统偏差，t 为时间。
三菱变频器PID控制
下面是三菱FR-A500型变频器的功能端子图以及PID参数的设置方法，和FR-A540变频器基本一样，可供你参考。
表1 I/O信号使用说明
表2 输入说明
表3 参数设定说明
根据上述表1、表2、表3的说明，我们可以选择PID的功能参数。
三个必设参数：
Pr183=14（变频器PID控制端子，RT闭合，变频器为PID控制，该端子任何变频器必须设置，否则变频器不能进入PID控制状态）
Pr73=2 （目标量给定电压为10V，该参数必须设置，Pr73的预置值见表2）Pr128=10 (压力控制,负反馈引入，该参数必须设置，Pr128的预置值见表3).
三个调整参数：
调整参数在工作中调整
Pr129=500 （P参数先预置为中间值，调整中修改）
Pr130=10 （I参数先设为10s，调整中修改）
Pr134=5 （D参数先设为9999，不起作用）
以上仅供参考，把你的工作单位告诉我。
三菱FX2n 可编程控制器PID参数整定
三菱FX2n 可编程控制器PID参数整定
采用PID 算法的控制系统往往能收到比较好的控制效果，例如在方便米生产线烘干部分，我们采用了整定的PID参数就收到比较好的效果。
采用逼近法的控制效果烘干温度波动在7-8％，用PID经典参数反复调整办法，烘干温度波动也很不理想。
按照三菱PLC编程手册，采用正确的步骤，虽然该方便米生产线烘干部分是一个非线性、大滞后系统，也取得较好的控制效果，采用整定的PID参数，烘干温度波动在1％。
PID参数整定步骤：
1.按照三菱PLC编程手册编程，设置好PID开始整定开关。
2.建立与实际相近最好是相同的运行环境。
3.启动PID整定。
在整定过程中，用编程软件监控相关参数，
在距温度设定值还有一定值时（假如设定值为120℃，应为
100℃）就要确定整定是否完成、是否出错。
完成且未出错，
整定结束，否则调整相关参数，待温度恢复到常温时，重新
开始整定。
4.将整定好的PID参数代入运行程序（一般情况下，整定好的
PID参数控制精度都比较高），建议根据PID参数意义，调整
PID参数，温度精度能满足要求即可（因为精度高，执行器
动作频度、幅度就较大，有机械动作的执行器就容易磨损）。
我保留了方便米生产线控制程序中与PID整定有关部分，
删去无关程序，形成“三菱FX2n 可编程控制器PID参数整定”梯形图文件。
希望能对相关人员有所帮助。
方便米生产线烘干部分分成4个相互关联区，通过电动阀控制热蒸汽量，一个区有一个风机，风机前加散热器，当装有分盘后的方便米车经过该区时，热风烘干方便米。
三菱系列变频器PID控制参数设置及校正
三菱变频器P I D控制图三菱FR-F700系列变频器PID控制参数调节及校正对象：FR-F740+远程压力表（0－1.6MPa）＋控制电机控制方式：从PU板输入目标数值，通过压力表输入实时压力测量值，变频器自动调节输出频率一、硬件设置1短接RT和SD端子，使X14端子为ON,。
2短接AU和SD端子,3将拨码开关置1，出厂时默认设置为0。
二、接线图三、参数设置·为了进行PID控制，请将X14信号置于ON。
该信号置于OFF时，不进行PID动作，而为通常的变频器运行。
（但是，通过LONWORKS，CC-Link通讯进行PID控制时，没有必要将X14信号置于ON。
）·在变频器的端子2-5间或者Pr.133中输入目标值，在变频器的端子4-5间输入测量值信号。
此时，Pr.128请设定为“20或者21”。
·输入在外部计算的偏差信号时，请在端子1-5间输入。
此时，Pr.128请设定为“10或者11”。
参数表：Pr.128＝20（PID负作用）Pr.183＝14（PID控制选择）Pr.267＝1或2（4号端子输入电压选择，1时为0－5VDC；2时为0－10VDC）Pr.133=设定目标值（也可以从2号端子输入，详见说明书）四、参数校正将上述参数设置完成以后，保证RT端子和AU端子均和SD端子短接后，再进行参数校正。
将压力表值调节到0MPa，设置参数Pr.c6＝0；将压力表值调节到1.6MPa，设置参数Pr.c7＝100.这样，0－100将和0－1.6MPa等比例对应，目标值设定Pr.133中设定值（0－100）与0－1.6MPa等比例对应。
1调整步骤2详细校正过程（1）按变频器PU板上的MODE键，调至参数选择界面，如图：，然后旋转旋钮使界面到Pr.C参数设置界面，如图：，再按SET键进入参数号选择界面，如图：，此时字母C后的光标闪烁。
（2）将压力表值调节到0MPa并保持，然后旋转旋钮，当字母C后面数字为6时停止旋转，并按SET键确认，键入Pr.C6的参数设置界面，此时显示的值不一定为0，旋转按钮是其值为0.并按下SET键确认，确认成功后，屏幕在参数号和参数设置值之间交替闪烁。
增量式PID控制算法
增量式PID控制算法U(k)=U(k-1)+Kp*[e(k)-e(k-1)]+Ki*e(k)+Kd*[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]其中，U(k)为当前时刻的控制量，U(k-1)为前一时刻的控制量，e(k)为当前时刻的误差，e(k-1)为前一时刻的误差，Kp、Ki和Kd为控制器的比例增益、积分增益和微分增益。
首先，增量式PID控制算法避免了积分饱和的问题。
传统的PID控制器在积分项的作用下，当系统输出接近目标值时，误差会趋于零，积分增益开始起作用，但随着时间的推移，积分项的值会越来越大，最终导致积分饱和现象。
而增量式PID控制算法是基于误差的增量进行调整，使得积分项的增量可以在控制过程中进行调整，避免了积分饱和问题的发生。
其次，增量式PID控制算法具有更好的稳定性。
传统的PID控制算法在系统变化较快或存在噪声干扰时，往往会导致控制量的抖动或振荡。
而增量式PID控制算法通过对误差的增量进行运算，可以减小系统对噪声的敏感性，提高系统的稳定性。
此外，增量式PID控制算法具有较高的控制精度。
传统的PID控制算法存在一个固定的控制增益，对于不同的系统或工况，控制精度可能不够高。
而增量式PID控制算法在每个采样周期内都会重新计算控制量的增量，使得控制精度可以根据系统动态变化进行调整，从而提高了控制精度。
综上所述，增量式PID控制算法是一种针对传统PID控制算法的改进方法，通过对误差的增量进行调整，优化了控制器的性能，提高了控制精度和稳定性。
在实际应用中，可以根据系统的特点和要求选择适当的增益参数，进行参数调整，以实现对系统的更加精确和稳定的控制。
基于虚拟仪器的增量型PID控制系统设计(图)
基于虚拟仪器的增量型PID控制系统设计(图)作者：同济大学电气工程及其自动化系王灵艳杨挺梁海泉日期：2007-12-7 来源：本网字符大小：【大】【中】【小】利用图形化编程语言LabVIEW及其PID工具包能方便、高效地进行PID控制器设计。
若将其与传感器、信号调理电路、数据采集卡等硬件设备良好结合，即可构成基于虚拟仪器的控制系统。
虚拟仪器控制系统中控制策略和控制算法的软件实现是测控系统重要组成部分，是测控系统中控制部分的核心内容。
本文首先详细地阐述测控系统中增量型PID控制器的设计原理及程序实现，然后介绍将增量型PID控制器应用到基于虚拟仪器的电压控制系统中的方案。
电压测控系统软件控制器原理与实现1 PID控制原理PID控制器是一种线性控制器。
在连续控制系统中，用输出量y(t)和给定量r(t)之间的误差时间函数的比例、积分、微分线性组合构成控制量u(t)。
其框图如图1所示。
图1 ID控制器方框图为了实现计算机控制，则须将连续PID算式离散化，变为数字PID算式。
实际应用中采用后向差分法作为离散化方法，可由稳定的模拟控制器得到稳定的数字控制器。
当采样周期T远小于信号变化周期时，作如下近似（T足够小时，如下逼近相当准确，被控过程与连续系统十分相似）。
(1)(2)(3)(4)式中，K p为比例系数，为积分系数，为微分系数。
2 增量型PID控制器程序实现LabVIEW的PID工具包中实现位置型PID算法具体如下：误差：e(k)=sp-pv (5)比例环节：(6)积分环节：(7)微分环节：(8)sp—设定点即被控过程变量指定的理想值，pv—过程变量即被控制的系统参数。
由于sp的值可能随时改变，为了避免sp突变造成的影响，微分环节采用对pv的偏微分，而不是一般用到的误差的偏微分。
将式（4）的微分部分作如下变形：(9)得到增量型PID算法的输出表达式为：(10)(11)所得相应流程图如图2所示。
图2 增量型PID算法流程图电压测控系统硬件构成此系统所涉及的DC/DC变换器是额定功率为55kW、峰值功率为60.5kW的单项DC/DC变换器。
何为PID如何玩转三菱FX3UPLCPID指令的参数
何为PID如何玩转三菱FX3UPLCPID指令的参数PID是Proportional-Integral-Derivative的缩写，是一种常用的控制算法。
在工业自动化系统中，PID控制器常用来实现对温度、压力、流量等物理量的精确控制。
PID控制器通过调节被控对象的控制量，使其与设定值保持一致，从而实现系统的稳定性和精度。
三菱FX3UPLC是一种广泛应用于工业自动化领域的可编程逻辑控制器。
它具有强大的功能和灵活的编程能力。
通过使用FX3UPLC中的PID指令，可以实现对PID控制器的参数进行配置和调整，从而实现对被控对象的精确控制。
下面将对三菱FX3UPLC中PID指令的参数进行详细介绍。
1.PID指令的基本格式：PID控制器号,周期,响应系数,积分时间,微分时间,滤波时间,目标温度值,当前温度值,控制输出2.参数解释：控制器号：指定具体的PID控制器号，FX3UPLC可以配置多个PID控制器。
周期：指定PID控制器的采样周期，单位为毫秒。
控制周期过长会导致控制精度下降，周期过短会增加系统开销。
响应系数：调节控制器的增益，用于增强或减小控制器对偏差的响应。
增大响应系数会增加系统的抖动，减小响应系数会减弱系统的控制能力。
积分时间：控制器积分的时间常数，用于消除系统静态误差。
增大积分时间会增加系统的响应时间，减小积分时间会增加系统的震荡。
微分时间：控制器微分的时间常数，用于消除系统动态误差。
增大微分时间会增强系统的稳定性和抗干扰能力，减小微分时间会增加系统的抖动。
滤波时间：用于控制输出信号的平滑度，减小滤波时间会导致控制输出的抖动。
目标温度值：被控对象的设定值。
当前温度值：被控对象的实际值。
控制输出：通过PID控制算法计算得出的控制量。
3.参数调整方法：a)增大响应系数：可以增加系统的控制效果，但要注意，过大的响应系数会导致系统产生震荡。
b)调整积分时间：可以消除系统的静态误差，但要注意，过大的积分时间会增加系统的响应时间，导致超调。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于三菱FX2N的增量式PID控制器设计
作者：王军琴
来源：《现代电子技术》2010年第12期
摘要:研究普通PID 数字控制器在PLC控制系统中的应用,结果表明该算法容易产生误差积累,从而使得超调量过大,在此基础上提出增量式PID控制算法。
阐述基于三菱FX2N增量式PID控制器设计方法,给出了增量式PID控制算法程序流程图和部分程序。
实验结果表明,该控制算法既有利于改善系统的动态特性又有利于消除静差,比普通的PID控制具有更好的控制品质。
关键词:PLC; PID; 增量式; FX2N
中图分类号:TP273 文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2010)12-0167-02
Design of Incremental PID Controller Based on FXN2
WANG Jun-qin
(Xi’an University of Arts and Science, Xi’an 710065, China)
Abstract: The application of general PID digital controller in PLC controlsytem is studied. The results show that the algorithmwould lead to an excessive overshoot because the PID operation produces a certain integral accumulation easily, thus decreases the system stability. In view of that problem, the incremental PID control algorithm and a design method for an incremental PID controller based on the FX2N along with its flow chart and some procedures are elaborated. The experiment shows that the control algorithm is helpful to the improvement of the dynamic characteristic, and more effective for removing the static errors than common PID control.
Keywords:PLC; PID; incremental; FX2N
在工业生产中,常需要采用闭环控制方式来控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量。
无论是使用模拟控制器的模拟控制系统,还是使用计算机的数字控制系统,PID控制器都得到了广泛的应用。
这是因为这种方法不需要精确的控制系统数学模型,有较强的灵活性和适应性[1]。
但是在数字PLC控制系统中,普通的PID算法对所有过去状态存在依赖性,从而引起系统较大的超调,使系统稳定性下降。
增量式PID控制算法每次输出只输出控制增量,必要时可通过逻
辑判断限制故障时的输出,从而降低了因机器故障导致PID误输出给系统带来严重后果的影响[2]。
在实际系统中,PLC控制模拟量可采用PLC自带的PID 过程控制模块,但对要求比较高的场合采用改进的PID控制算法[3],就必须由用户自己编制PID控制算法,基于这些问题的考虑,文中介绍一种由三菱FX2N实现的增量式PID 控制器的设计方法。
1 控制原理
1.1 PID控制原理
PLC的PID控制器的设计是以连续系统的PID控制规律为基础,将其数字化,写成离散形式的PID控制方程,再根据离散方程进行控制程序设计[4]。
在连续系统中,典型的PID闭环控制系统如图1所示,图中是给定值,pv(t)为反馈
量为系统的输出量。
图1 PLC闭环控制系统方框图
PID控制器的输入/输出关系式为:
式中为控制器的输出为输出的初始值-为误差信号
为比例系数为积分时间常数为微分时间常数。
式(1)中等号右边前3项分别是比例、积分、微分部分,他们分别与误差、误差的积分和微分成正比。
假设采样周期为系统开始运行的时刻为t=0,用矩形积分来近似精确积分,用差分近似精确微分,将式(1)离散化,第次采样时控制器的输出为:
--
式中-为第n-1次采样时的误差值为积分系数为微分系数。
由式(2)可知,控制器输出的第二项是误差积累的结果,会使得超调量过大,而这些在有些工业过程中是不允许的。
所以常规PID控制算法很难控制这类过程。
1.2 增量式PID控制规律[5]
增量式PID的结构框图如图2所示:
图2 PLC控制系统方框图
由式(2)的表达式,就可以根据“递推原理”得到-的表达式:
------如果用式(2)减去式(3),就可以得到下面的式子[6]:
---
式中。
都是与采样周期、比例系数、积分时间常数、微分时间常数有关的常数。
由式(4)可知,增量式PID算法建立在对普通PID算法进行改进的基础之上。
它克服了位置式PID对所有过去状态的依赖,计算机控制器输出的只是增量,所以误动作的时候对输出的影响比较小,必要的时候可以使用逻辑判断的方法将这种影响消除,因而不会严重影响系统的工况。
由于算式中不需要对误差进行累加,控制增量的确定仅与最近的n,n-1,n-次的采样值有关,较容易的通过加权处理而获得比较好的控制效果。
2 PLC软件设计
2.1 程序流程
图3[7]给出了增量式PID控制算法的程序流程框图。
在进行初始化时,应根据系统性能要求选定参数和采样时间从而确定系数A,B,C,并设置偏差初值-
-。
2.2 控制算法的参数确定
参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控器的比例系数、积分时间和微分时间的大小,以改善系统的动态特性和静态特性,取得最佳控制效果[8]。
本文采用临界比例度法。
假设选取的控制度为1.05,根据经验选取临界比例度临界振荡周期Tr=60 s,得参数整定初始值。
图3 增量式PID算法流程图
基于三菱FX2NPLC的部分程序[9] 如下:
DMOV 0.126 D0 //装入比例系数
DMOV 30 D2 //装入积分系数
DMOV 8 D4 //装入微分系数
DMOV 0.90 D6 //装入采样时间
DDIV D6 D2 D100
DDIV D4 D6 D104
DADD D100 D104 D108
DADD D108 k1 D108
DMUL D0 D108 D8
DMUL k2 D104 D112
DADD D112 k1 D112
DMUL D0 D112 D10
DMUL D0 D104 D12
DMOV k0 D14
DMOV k0 D16
DBCD M0 D18 //存入设定值
DBCD M2 D20 //存入采样值
DSUB D18 D20 D22 //偏差计算
DMUL D8 D22 D24
DMUL D10 D14 D26
DMUL D12 D16 D28
DSUB D24 D26 D30
DADD D30 D28 D34 //驱动执行机构 3 结语
该文在分析普通PID控制算法的基础上,提出了增量式PID算法的控制原理,通过了自编程序在三菱FX2N PLC上实现了改进的PID算法。
由实际模型的验证结果表明,此方法可以有效地减少系统的超调量,使其得到更好的控制效果[10] ,因此在实际的工程应用中具有较好的借鉴作用。
参考文献
[1]郭一军,李海军,段杏林.基于S7-200的增量式积分分离PID控制器设计[J].工业仪表与自动化装置,2007(6):61-63.
[2]高钦和.PLC应用开发案例精选[M].2版.北京:人民邮电出版社,2008.
[3]张晓,王晓宇,郭涛,等.增量式PID规律在电机软启动控制中的应用[J].机电一体
化,2008(12):57-59.
[4]祁鸿芳,王淑红.PID算法在西门子PLC模拟量闭环控制中的实现[J].机床电器,2005(1):23-25.
[5]张科,靖固.利用FPGA的增量式PID控制的研究[J].现代制造工程,2009(3):112-114.
[6]吴宏鑫,沈少萍.PID控制的应用与理论依据[J].控制工程,2003,10(1):37-42.
[7]赵勇,何宝福,余巍,等.基于增量式PID控制实现高精度跟踪机构设计研究[J].战术导弹技术,2009(1):66-69.
[8]严晓照,张兴国.增量式PID控制在温控系统中的应用[J].南通大学学报:自然科学
版,2006,5 (4):48-51.
[9]胡科峰,周云飞,李作清,等.基于积分分离的PID位置控制器的设计[J].机床与液
压,2004(5):19-21.
[10]陈立定.电气控制与可编程序控制器的原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2004.。