S1：目標(biāo)值(SV)

S2：測(cè)定值(PV)

S3：參數(shù) D：輸出值(MV) 32位指令名稱為DPID 其16位之

S3參數(shù)表如下所示：參數(shù)代號(hào) 參 數(shù) 名 稱 數(shù) 值 范 圍

S3 取樣時(shí)間(Ts) 1~2000(%sec)

S3+1 比例增益(KP) 0~30000(%)

S3+2 積分增益(KI) 0~30000(%)

S3+3 微分增益(KD) 0~30000(%)

S3+4 動(dòng)作方向(Dir) 0~2

S3+5 偏差量(E)不作用范圍 0~32767

S3+6 輸出值(MV)飽和上限 -32768~32767

S3+7 輸出值(MV)飽和下限 -32768~32767

S3+8 積分值飽和上限 -32768~32767

S3+9 積分值飽和下限 -32768~32767

S3+10 暫存累積之積分值 ---

S3+11 暫存前次PV值 ---

S3+12 , S3+13 系統(tǒng)用(暫存掃描時(shí)間) ---

16位之S3參數(shù)說明如下所示：

S3：取樣時(shí)間最小設(shè)定值需大于程序掃描時(shí)間

S3+1~ S3+3：設(shè)定值超出最大值時(shí)以最大值使用

S3+4：0?自動(dòng)控制方向(內(nèi)定值) 1?正向動(dòng)作(SV-PV) 2?逆向動(dòng)作(PV-SV)

S3+5：假設(shè)設(shè)定5，則E在-5~5之區(qū)間輸出值(MV)將為0

S3+6：假設(shè)設(shè)定1000，則輸出值(MV)大于1000時(shí)將以1000輸出

S3+7：假設(shè)設(shè)定-1000，則輸出值(MV)小于-1000時(shí)將以-1000輸出 S3+6需大于等于S3+7，否則上限值與下限值將互掉 ；

S3+8：假設(shè)設(shè)定1000，則積分值大于1000時(shí)將以1000輸出且不再積分

S3+9：假設(shè)設(shè)定-1000，則積分值小于-1000時(shí)將以-1000輸出且不再積分 S3+8需大于等于S3+9，否則上限值與下限值將互掉 ；

S3+10為累積之積分值，通常只供參考用，但是使用者還是可以依需求清除或修改

S3+11為前次測(cè)定值，通常只供參考用，但是使用者還是可以依需求修改

32位之S3參數(shù)表如下所示：參數(shù)代號(hào) 參 數(shù) 名 稱 數(shù) 值 范 圍 S3 至 S3+4 參數(shù)定義同16位定義 ---- S3+5 , S3+6 偏差量(E)不作用范圍 0 ~ 2147483647 S3+7 , S3+8 32位輸出值飽和上限 -2147483648~2147483647 S3+9 , S3+10 32位輸出值飽和下限 -2147483648~2147483647 S3+11 , S3+12 32位積分值飽和上限 -2147483648~2147483647 S3+13 , S3+14 32位積分值飽和下限 -2147483648~2147483647 S3+15 , S3+16 32位累積之積分值 --- S3+17 , S3+18 32位之前次PV值 --- S3+19 , S3+20 系統(tǒng)用(暫存掃描時(shí)間) --- 32位之S3參數(shù)說明與16位之參數(shù)說明大致上相同，其不同點(diǎn)只在于S3+5 ~ S3+20之間參數(shù)容量由原本16位變?yōu)?2位。

二、 PID指令方塊圖 （待續(xù)）

三、 運(yùn)算公式 其中在自動(dòng)及正向動(dòng)作時(shí) 而在逆動(dòng)作時(shí) 另外 表示 的微分值，以及表示的積分值由上述公式中可得知本指令與一般PID指令有所不同，其不同點(diǎn)乃在于微分值使用上的變化，為了避免一般PID指令于初次起動(dòng)時(shí)所造成瞬間微分值過大之缺點(diǎn)，因此本指令采用監(jiān)看測(cè)定值(PV)之微分狀況，當(dāng)測(cè)定值(PV)變化量過大時(shí)，則本指令之微分值也將變大。

四、 注意事項(xiàng)與建議

1. S3+6~ S3+13使用區(qū)只限于EP/EH以及ES(v5.7版以后)機(jī)種使用。

2. ES機(jī)種(v5.6版以前)只限使用一次指令，ES(v5.7版以后)/EP/EH無使用次數(shù)之限制。

3. 使用者于調(diào)整KP、KI及KD三個(gè)主要參數(shù)時(shí)，請(qǐng)先調(diào)整KP值(依經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定)，而KI及KD值先設(shè)定為0，等到調(diào)整到大致上可控制時(shí)，再依序調(diào)整KI值(由小到大)以及KD值(由小到大)，調(diào)整范例如范例四所示。其中KP值為100則表示100%，即對(duì)偏差值的增益為1，小于100%將對(duì)偏差值衰減，大于100%將對(duì)偏差值放大，S3+4必須為0，才能雙向PID調(diào)節(jié)。

4. 本指令動(dòng)作須配合許多參數(shù)值控制，因此請(qǐng)勿隨意設(shè)定參數(shù)值，以免造成無法控制之現(xiàn)象。

五、范例范例一：使用PID指令于一般位置或速度控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為0)

范例二：使用PID指令與變頻器搭配控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為0)

范例三：使用PID指令于溫度控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為1)

范例四：PID指令參數(shù)調(diào)整建議步驟說明假設(shè)控制系統(tǒng)之受控體G(s)的轉(zhuǎn)移函數(shù)為一階的函數(shù) (一般馬達(dá)的模型均為此函數(shù))，命令值SV為1，取樣時(shí)間Ts為10ms。

建議調(diào)整步驟如下：步驟1：首先將KI及KD值設(shè)為0，接著先后分別設(shè)定KP為5、10、20及40，并分別記錄其SV及PV狀態(tài)，其結(jié)果如下圖所示。步驟2：觀察上圖后得知KP為40時(shí)，其反應(yīng)會(huì)有過沖現(xiàn)象，因此不選用；而KP為20時(shí)，其PV反應(yīng)曲線接近SV值且不會(huì)有過沖現(xiàn)象，但是由于啟動(dòng)過快，因此輸出值MV瞬間值會(huì)很大，所以考慮暫不選用；接著KP為10時(shí)，其PV反應(yīng)曲線接近SV值并且是比較平滑接近，因此考慮使用此值；最后KP為5時(shí)，其反應(yīng)過慢，因此也暫不考慮使用。步驟3：選定KP為10后，先調(diào)整KI值由小到大(如1、2、4至8)，以不超過KP值為原則；然后再調(diào)整KD由小到大(如0.01、0.05、0.1及0.2)，以不超過KP的10%為原則；最后可得如下圖之PV與SV的關(guān)系圖。附注：本范例僅供參考，因此使用者還需依實(shí)際控制系統(tǒng)之狀況，再自行調(diào)整其適合之控制參數(shù)。

六、實(shí)例實(shí)例一：利用PID指令于壓力控制系統(tǒng)，

使用范例一之方塊圖。控制目的：使控制系統(tǒng)達(dá)成壓力目標(biāo)值控制特性說明：此系統(tǒng)需要漸漸達(dá)成控制目的，因此過快的達(dá)成控制目的時(shí)，可能會(huì)造成系統(tǒng)超控或無法負(fù)荷之現(xiàn)象。建議解決方法：方法一?利用較大之取樣時(shí)間達(dá)成方法二?利用延遲命令的功能達(dá)成，其控制方塊圖如下圖。

命令延遲功能程序?qū)嵗缦拢簩?shí)例二：速度控制與壓力控制系統(tǒng)分別獨(dú)立控制，使用范例二之方塊圖。控制目的：速度控制使用開路控制一段時(shí)間后，再加入壓力控制系統(tǒng)(PID指令)作閉路控制，然后達(dá)成壓力控制目的?？刂铺匦哉f明：由于此兩系統(tǒng)的速度與壓力之間，并無特定關(guān)系可找出來使用，因此本架構(gòu)需先達(dá)成開路式的控制速度目的，然后再依閉路式的壓力控制，以達(dá)成控制的目標(biāo)。另外如怕壓力控制系統(tǒng)之控制命令過于變化太快，則可考慮加入實(shí)例一里的命令延遲功能。