如何在 Micro800 PLC 上实现 PID 循环以实现精确过程控制

PID 回路用于过程工业，将温度、压力和液位等设定值保持在限制范围内。

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如果您对 PID 循环的概念不熟悉，可以在我们的博客文章《PID 控制器解释》中了解有关它们的更多信息。

在本文中，我将向您展示如何使用 Connected Components Workbench 在 Micro800 PLC 中实现 PID 回路，并演示 PID 回路如何控制水箱中的液位。

对 PID 循环进行编程

让我们切换到 Connected Components Workbench 来设置 PID 循环。

在 Connected Components Workbench 中，我通过单击“文件”>“新建”来创建一个新项目。

在“新建项目”对话框中，我为项目命名并指定其在计算机上的存储位置。最后，我单击“创建”来创建项目。

在“添加设备”对话框中，我选择 2080-LC50-48QWB-SIM PLC，然后单击“选择”将其添加到我的选择中。然后我单击“添加到项目”将我的选择添加到项目中。

在项目管理器中，我双击全局变量以打开全局变量表，然后声明我将在本演示中使用的变量。

声明变量后，我关闭全局变量表。

然后我右键单击“程序”并选择“添加”>“新建 FBD：功能块图”以将程序添加到项目中。

我双击新程序将其打开，然后从右侧的工具箱中拖动一个指令块并将其放在画布上。

我双击指令块打开指令块选择对话框并搜索 PID。从搜索结果中，我选择 PID 指令块，然后单击“确定”将其添加到项目中。

我将指令的接口参数化，如下所示，并将 Gains 变量中的每个增益设置为 1。

配置指令后，我双击项目管理器中的控制器并打开“中断”选项卡。在此选项卡中，我单击“添加”以添加中断。

我将中断类型设置为STI，程序设置为Prog1。然后，我单击“自动启动”复选框并将中断配置为每 100 毫秒运行一次。

最后，我单击“确定”来存储配置。

现在我们的项目已配置完毕，我们可以设置趋势来查看 PID 循环的执行情况。

配置趋势

在 Connected Components Workbench 中，您可以使用趋势来监控变量随时间变化的值。如果您使用的是 Connected Components Workbench 版本 22，则需要先安装趋势工具，然后才能在 Connected Components Workbench 中使用趋势。

为了配置趋势，我激活项目管理器中的“趋势”选项卡，然后单击“添加趋势”。

然后我单击加号按钮添加一个 Trace，这是一个要监视的变量。

在打开的对话框中，我选择 FLOAT_OUT_0、FLOAT_IN_0 和 Setpoint 作为要跟踪的变量，然后单击“添加”将它们添加到趋势中。

我单击“确定”来存储配置。

在“趋势”页面上，我单击右下角的设置图标，并将 Y 轴配置从“堆叠”更改为“叠加”。

现在，我们准备测试该项目，看看这个 PID 循环如何控制实际过程。

测试 PID 循环

为了测试这个 PID 环路，我将项目下载到 Micro800 模拟器并将模拟器置于运行模式。

接下来，我在 Factory IO 中打开 Level Control Scene。

当场景打开时，我通过单击“文件”，然后单击“驱动程序”来打开驱动程序配置。在下拉菜单中，我选择 Allen-Bradley Micro800 驱动程序，然后单击“配置”以打开“驱动程序配置”窗口。

在此窗口中，我设置主机 IP 地址以匹配 Micro800 模拟器的 IP 地址。

配置完成后，我单击后退箭头返回到驱动程序配置，然后单击连接。绿色勾号表示场景现已连接到 Micro800 模拟器。

我关闭“驱动程序配置”窗口并通过按“播放”图标运行场景。

水箱开始注水，我稍微打开排放阀，让一些水从水箱中流出。

在 Connected Components Workbench 中，我打开趋势并单击“播放”图标开始运行它。您可以在此趋势中看到 PID 回路正在调整填充阀以尝试维持目标设定值。

总结

在本文中，我们学习了如何在 Micro800 PLC 中配置 PID 回路、如何使用趋势图来监控 PID 回路，并了解 PID 回路如何使用 Factory IO 控制实际过程。

在这个演示中，我们使用了任意增益。在实际过程中，我们会花时间调整 PID 以确保其性能良好。不幸的是，由于调优是一个复杂的主题，因此它超出了本文的范围。我们将在《Micro800 PLC 的 PID》课程中介绍如何使用自动调节来调节 PID 循环。

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