3.7 PID指令
3.7.1 指令详解
- 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（见下表）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，参数只需写入一次，无需每次上电重复写入
- 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，避免上一次的旧值影响本次运算。
| PID功能选择 | PID功能选择 | PID功能选择 | PID功能选择 |
|---|---|---|---|
| 地址 | 功能 | 功能 | 说明 |
| S1 | 设定值（SV） | 设定值（SV） | |
| S2 | 反馈值（PV） | 反馈值（PV） | |
| S3 | 采样时间（TS） | 采样时间（TS） | 设定范围 1~32767（ms），需大于 PLC 程序扫描周期； |
| S3+1 | 功能模式ACT | bit0 | 0：正动作； 1：逆动作； |
| bit1 | 0：无输入变化量报警； 1：输入变化量报警有效； | ||
| bit2 | 0：无输出变化量报警； 1：输出变化量报警有效， 注：bit2 和 bit5 请勿同时置 ON; 否则会导致PID输出控制逻辑冲突。 | ||
| bit3 | 备用，设 0; | ||
| bit4 | 备用，设 0; | ||
| bit5 | 0：无输出值上下限设定； 1：输出值上下限设定有效：bit2 和 bit5 请勿同时置 ON; | ||
| bit6~bit15 | 备用，设 0; |
- 正动作：反馈值小于设定值越多，输出值越大，如通过控制加热丝通断时间实现加热的系统；
（反馈值 = 温度，设定值 = 目标温度，温度越低，输出加热功率越大）；
- 逆动作：反馈值大于设定值越多，输出值越大，如通过控制风扇转速实现降温的系统；
（反馈值 = 温度，设定值 = 目标温度，温度越高，输出风扇转速越大）。
3.7.2 PID 参数的设定（增量式 PID）
使用 PID 指令前，需重点配置以下 4 个关键参数，它们共同决定了控制效果：
| 参数 | 全称 | 核心作用 | 设定建议 |
|---|---|---|---|
| TS | 采样时间 | PID 运算的执行周期，决定了多久读取一次反馈值并计算输出 | 1~32767ms，必须大于 PLC 程序扫描周期： 注意：TS 过小会大幅增加 PLC 运算负荷，若两次采样反馈值几乎无变化，PID 输出也不会更新，需根据实际项目选择合适值 |
| Kp | 比例增益 | 快速响应偏差，产生与当前偏差成正比的调节量 | 0~32767（单位：%），偏差越大，比例调节力度越强 |
| Ki | 积分增益 | 消除静态偏差，只要设定值与反馈值存在偏差，积分部分就会持续输出调节，直到偏差归零 | 0~32767（单位：%），可解决 “控制结果始终达不到设定值” 的静差问题 |
| Kd | 微分增益 | 预判偏差变化趋势，根据偏差变化速度提前给出调节，抑制超调 | 0~32767（单位：%），偏差变化越快，微分调节力度越强 |
3.7.3 P/I/D 三种控制模式通俗理解
比例控制（P）：及时纠偏的 “急刹车 / 油门”只要设定值和反馈值存在偏差，就会立刻产生和偏差成正比的调节量，偏差越大，调节力度越强。优点是响应快，缺点是无法彻底消除偏差（会有静差）。
积分控制（I）：消除偏差的 “慢性药”只要偏差不为零，积分部分就会持续累加调节量，直到偏差完全消失。它能解决比例控制的静差问题，但过强的积分会导致系统超调、震荡。
微分控制（D）：预判趋势的 “预警员”不看偏差大小，只看偏差变化的速度。比如温度快速升高时，微分部分会提前加大冷却力度，防止温度超过设定值（超调），起到 “提前抑制” 的作用。
| 地址 | 名称 | 设定范围 | 设定说明 |
|---|---|---|---|
| S3+2 | 比例增益 Kp | 0~32767(%) | 比例增益（默认 0） |
| S3+3 | 积分增益 Ki | 0~32767(%) | 积分增益（默认 0） |
| S3+4 | 微分增益 Kd | 0~32767(%) | 微分增益（默认 0） |
| S3+(7~11) | 内部运算使用－请勿在程序中使用 | 内部运算使用－请勿在程序中使用 | 内部运算使用－请勿在程序中使用 |
| S3+12 | 输入变化量（增侧）报警设定值 | 0~32767 | （的 bit1=1 时有效） |
| S3+13 | 输入变化量（减侧）报警设定值 | 0~32767 | （的 bit1=1 时有效） |
| S3+14 | 输出变化量（增侧报警设定值） | （的 bit2=1，bit5=0 时有效） | （的 bit2=1，bit5=0 时有效） |
| （的 bit1=0，bit5=1 时有效） | （的 bit1=0，bit5=1 时有效） | ||
| S3+15 | 输出变化量（减侧）报警设定值 | 0~32767 | （的 bit2=1，bit5=0 时有效） |
| -32768~32767 | （的 bit1=0，bit5=1 时有效） | ||
| S3+16 | 报警输出 | bit0 输入变化量（增侧）溢出 | bit0 输入变化量（增侧）溢出 |
| bit1 输入变化量（减侧）溢出 | bit1 输入变化量（减侧）溢出 | ||
| bit2 输出变化量（增侧）溢出 | bit2 输出变化量（增侧）溢出 | ||
| bit3 输出变化量（减侧）溢出 | bit3 输出变化量（减侧）溢出 | ||
| 的 bit1=1 或 bit2=1 时有效 | 的 bit1=1 或 bit2=1 时有效 | ||
| S3+(17~ 28) | 内部运算使用－请勿在程序中使用 | 内部运算使用－请勿在程序中使用 | 内部运算使用－请勿在程序中使用 |