在 Micro800 PLC 上实现 PID 回路实现精准过程控制

PID 回路广泛用于过程工业，以将温度、压力、液位等设定值维持在限值范围内。

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若您对 PID 回路概念不熟悉，可阅读我们的博客文章《PID 控制器详解》深入了解。

本文将演示如何使用 Connected Components Workbench 在 Micro800 PLC 中实现 PID 回路，并演示 PID 回路如何控制水箱液位。

编程 PID 回路

切换到 Connected Components Workbench 设置 PID 回路。

在 Connected Components Workbench 中，点击“文件”>“新建”创建新项目。

在“新建项目”对话框中输入项目名称和存储位置，点击“创建”建立项目。

在“添加设备”对话框中选择 2080-LC50-48QWB-SIM PLC 并点击“选择”加入选项，再点击“添加到项目”将其加入项目。

在项目组织器中双击“全局变量”打开全局变量表，声明演示所需变量。

声明完成后关闭全局变量表。

右键点击“程序”选择“添加”>“新建 FBD：功能块图”向项目添加程序。

双击新程序打开，从右侧工具箱拖拽“指令块”到画布。

双击指令块打开“指令块选择”对话框，搜索 PID，从结果中选择“PID 指令块”点击“确定”添加到项目。

按图所示参数化指令接口，并将“Gains”变量中各增益设为 1。

配置指令后，在项目组织器中双击控制器打开“中断”选项卡。点击“添加”添加中断。

将中断类型设为 STI，程序设为 Prog1，勾选“自动启动”，配置中断每 100 毫秒运行一次。

点击“确定”保存配置。

项目配置完成，现在设置趋势查看 PID 回路性能。

配置趋势

Connected Components Workbench 可使用趋势监控变量随时间变化的值。若使用 22 版本，需先安装趋势工具才能使用趋势功能。

配置趋势：在项目组织器中激活“趋势”选项卡，点击“添加趋势”。

点击加号按钮添加“跟踪”（要监控的变量）。

在打开的对话框中选择 FLOAT_OUT_0、FLOAT_IN_0 和 Setpoint 作为跟踪变量，点击“添加”加入趋势。

点击“确定”保存配置。

在趋势页面，点击右下角设置图标，将 Y 轴配置从“堆叠”改为“叠加”。

现在准备测试项目，查看 PID 回路如何控制实际过程。

测试 PID 回路

测试 PID 回路：将项目下载到 Micro800 模拟器并将模拟器置于运行模式。

打开 Factory IO 中的“液位控制场景”。

场景打开后，点击“文件”>“驱动程序”打开驱动配置。下拉菜单选择“Allen-Bradley Micro800 驱动”，点击“配置”打开驱动配置窗口。

在窗口中设置“主机 IP 地址”匹配 Micro800 模拟器 IP 地址。

配置完成，点击返回箭头回到驱动配置，点击“连接”。绿色对勾表示场景已连接到 Micro800 模拟器。

关闭驱动配置窗口，按播放图标运行场景。

水箱开始注水，我略微打开排放阀让水流出。

在 Connected Components Workbench 中打开趋势并点击播放图标开始运行。趋势显示 PID 回路正调节注水阀以维持目标设定值。

小结

本文学习了如何在 Micro800 PLC 配置 PID 回路、如何使用趋势监控 PID 回路，并通过 Factory IO 看到 PID 回路如何控制实际过程。

演示中使用任意增益。实际过程中需花时间调整 PID 确保性能良好。因调整是复杂主题，超出本文范围。我们将在《Micro800 PLC 的 PID》课程中介绍使用自动调整调节 PID 回路。