编写一个西门子1500PLC串级PID控制程序

编写一个西门子1500PLC串级PID控制程序

下面是一个串级PID控制程序的示例，适用于西门子1500PLC：

Step 1: 定义输入变量

定义主要的输入变量，包括：

- PV（Process Variable）：被控制的物理量，如温度、速度等。
- SP（Set Point）：期望的目标值。
- MV（Manipulated Variable）：输出信号，用于控制执行器。

定义变量类型、地址、初始值等信息。

例如：

VAR_INPUT
  PV : REAL;           // Process variable
  SP : REAL;           // Set point
END_VAR

VAR_OUTPUT
  MV : REAL;           // Manipulated variable
END_VAR

Step 2: 计算误差

计算当前误差 = SP - PV。

例如：

VAR
  Error : REAL;
END_VAR

Error := SP - PV;

Step 3: 计算比例项

根据比例系数Kp计算比例项 = Kp * Error。

例如：

VAR
  Kp : REAL := 0.5;
  Proportional : REAL;
END_VAR

Proportional := Kp * Error;

Step 4: 计算积分项

根据积分时间Ti和采样时间采样周期Dt计算积分项，采用简单的离散积分方法求和即可。

其中，Integrator是一个持久的变量，需要在程序运行期间保持值。

例如：

VAR
  Ti : REAL := 10;     // Integral time
  Dt : REAL := 0.1;    // Sample time
  Integrator : REAL := 0;
  Integral : REAL;
END_VAR

Integrator := Integrator + (Error * Dt / Ti);
Integral := Kp * Integrator;

Step 5: 计算微分项

根据微分时间Td和采样周期Dt计算微分项。

同样，Derivator是一个持久的变量，需要在程序运行期间保持值。

例如：

VAR
  Td : REAL := 1;     // Derivative time
  Derivator : REAL := 0;
  Derivative : REAL;
END_VAR

Derivative := Kp * Td * (PV - Derivator) / Dt;
Derivator := PV;

// Keep the derivative within reasonable bounds
IF Derivative > 100 THEN
  Derivative := 100;
ELSIF Derivative < -100 THEN
  Derivative := -100;
END_IF

Step 6: 计算最终输出

将比例项、积分项和微分项相加，得到最终的输出信号MV。

例如：

MV := Proportional + Integral + Derivative;

Step 7: 添加限制

为了防止输出信号超出执行器的工作范围，需要添加一些限制。

例如：

IF MV > 100 THEN
  MV := 100;
ELSIF MV < 0 THEN
  MV := 0;
END_IF

Step 8: 添加输出

将输出信号MV返回给执行器，完成串级PID控制。

例如：

MV := MV / 100;       // Scale to 0-1 range
// Send the manipulated variable to the actuator
Actuator.Send(MV);