PID_3Step 使用-指令

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PID
PID 3STEP

发布时间：2024年01月19日

本章节介绍了 PID_3Step指令，两种视图，输入参数，输出参数以及错误代码。

S7-1200 PID_3Step V2 指令介绍

PID_3Step 与 PID_Compact 的指令参数类似也分为以下主要两部分：输入参数与输出参数。其指令块的视图也包含集成视图与扩展视图，在不同的视图下所能看见的参数是不一样的。在集成视图中可看到的参数为最基本的默认参数，如给定值，反馈值，输出值等。定义这些参数可实现控制器最基本的控制功能，而在扩展视图中，可看到更多的相关参数，如手自动切换，模式切换等，使用这些参数可使控制器具有更丰富的功能。如图1 所示：

图1 PID_3Step V2 指令块的集成视图和扩展视图

PID_3Step V2 输入输出参数介绍

PID_3Step V2 的输入参数包括 PID 的设定值，过程值，手自动切换，故障确认，模式切换和 PID 重启参数，如表1 所示：

表1 PID_3Step V2 的输入参数

参数	数据类型	说明
Setpoint	REAL	PID 控制器在自动模式下的设定值
Input	REAL	PID 控制器的过程值（工程量）
Input_PER	INT	PID 控制器的过程值（模拟量）
Actuator_H	BOOL	执行器上限位
Actuator_L	BOOL	执行器下限位
Feedback	REAL	执行器位置反馈（工程量）
Feedback_PER	INT	执行器位置反馈（模拟量）
Disturbance	REAL	扰动变量或预控制值
ManualEnable	BOOL	为TRUE时，切换到手动模式；由TRUE变为FALSE时，将切换到保存在 Mode 参数中的工作模式。
ManualValue	REAL	手动模式下的 PID 输出值（调节类执行器）
Manual_UP	BOOL	执行器打开（开关类执行器）
Manual_DN	BOOL	执行器关闭（开关类执行器）
ErrorAck	BOOL	ErrorAck由FALSE 变为TRUE 时，错误确认，清除已经离开的错误信息。
Reset	BOOL	重新启动控制器，PID输出、积分作用清零、不论错误是否离开都会清除错误。
ModeActivate	BOOL	由FALSE 变为TRUE 时，PID_3Step 将切换到保存在将切换到保存在 Mode 参数中的工作模式。

PID_3Step V2 的输出参数包括 PID 的输出值（数字量、模拟量），标定的过程值，限位报警（设定值、过程值），PID 的当前工作模式，错误状态及错误代码，如表2 所示：

表2 PID_3Step V2 的输出参数

参数	数据类型	说明
ScaledInput	REAL	标定后的过程值
ScaledFeedback	REAL	标定后的位置反馈
Output_UP	BOOL	执行器打开数字量输出（开关类执行器）
Output_DN	BOOL	执行器关闭数字量输出（开关类执行器）
Output_PER	INT	PID 控制器的模拟量输出值（调节类执行器）
SetpointLimit_H	BOOL	为TRUE时设定值达到上限 Setpoint≥Config.SetpointUpperLimit
SetpointLimit_L	BOOL	为TRUE时设定值达到下限 Setpoint≤Config.SetpointLowerLimit
InputWarning_H	BOOL	为TRUE时过程值已达到或超出警告上限
InputWarning_L	BOOL	为TRUE时过程值已达到或超出警告下限
State	INT	PID 控制器的当前工作模式: State= 0：未激活 State= 1：预调节 State= 2：精确调节 State= 3：自动模式 State= 4：手动模式 State= 5：逼近替代输出值 State= 6：转换时间测量 State= 7：错误监视 State= 8：在监视错误的同时逼近替代输出值 State= 10：无停止位信号的手动模式
Error	BOOL	为TRUE时，表示此周期内至少有一条错误消息处于未决状态。
ErrorBits	DWORD	输出错误代码

PID_3Step V2 的输入输出参数 Mode 指定了 PID_3Step 将转换到的工作模式，具有断电保持特性，由沿激活切换工作模式，如表3 所示：

表3 输入输出参数

参数	数据类型	说明
Mode	INT	指定 PID_3Step将转换到的工作模式: Mode= 0：未激活 Mode= 1：预调节 Mode= 2：精确调节 Mode= 3：自动模式 Mode= 4：手动模式 Mode= 6：转换时间测量 Mode= 10：无停止位信号的手动模式工作模式由以下沿激活： ModeActivate 的上升沿 Reset 的下降沿 ManualEnable 的下降沿

『注意』当 ManualEnable = TRUE，无法通过 ModeActivate 的上升沿或使用调试对话框来更改工作模式。

若 RunModeByStartup = TRUE，则 CPU 启动后以保存在 Mode 参数中的工作模式启动。若 RunModeByStartup = FALSE，则CPU 启动后仍保持“未激活”模式下。 RunModeByStartup为PID_3Step 背景 DB 块内静态变量，默认值为TRUE，变量在 DB 块内具体位置，如图2 所示。

图2 PID_3Step V2 背景 DB 块参数

当PID出现错误时，通过捕捉 Error 的上升沿，将 ErrorBits 传送至全局地址，从而获得 PID 的错误信息，如表4 所示。

表4 参数ErrorBits V2

ErrorBits (DW#16#...)	说明
0000	没有任何错误。
0001	参数“Input”超出了过程值限值的范围。Input > Config.InputUpperLimit 或 Input < Config.InputLowerLimit
0002	参数“Input_PER”的值无效。请检查模拟量输入是否有处于未决状态的错误。
0004	精确调节期间出错。过程值无法保持振荡状态。
0010	调节期间设定值发生更改。可在 CancelTuningLevel 变量中设置允许的设定值波动。
0020	精确调节期间不允许预调节。
0080	预调节期间出错。未正确组态输出值限制或实际值未按预期响应。
0100	精确调节期间的错误导致生成无效参数。
0200	参数“Input”的值无效：值的数字格式无效。
0400	输出值计算失败。请检查 PID 参数。
0800	采样时间错误：未在周期中断 OB 的采样时间内调用 PID_3Step。
1000	参数“Setpoint”的值无效：值的数字格式无效。
2000	Feedback_PER 参数的值无效。
4000	Feedback 参数的值无效。值的数字格式无效。
8000	数字位置反馈出现错误。Actuator_H = TRUE 和 Actuator_L = TRUE。
10000	ManualValue 参数的值无效。值的数字格式无效。
20000	变量 SavePosition 的值无效。值的数字格式无效。
40000	Disturbance 参数的值无效。值的数字格式无效。