plc pid控制变频器

### 使用PLC实现PID控制来操作变频器

#### PID 控制简介
PID控制器是一种通过调节输出来控制过程变量的闭环控制系统。它通过不断比较设定值和实际值之间的差距，并根据差距的大小来调节控制器的输出。PID控制器由比例(P)、积分(I) 和微分(D) 三部分组成，分别对应着控制器对差值的比例响应、积分响应和微分响应[^2]。

#### 实现方法概述
为了使电机保持恒定速度运行，可以采用PID控制算法。此算法依据编码器反馈的速度信号以及预设的目标速度来进行动态调整，确保电机的实际速度尽可能贴近目标速度。在PLC程序开发阶段，需考虑实时性、稳定性和可靠性等要素；同时要按照具体需求配置恰当的PID参数，并把反馈信号与目标速度当作输入量，而将输出信号传递给变频器[^1]。

#### 示例：西门子S7-200SMART PLC与V20变频器MODBUS通讯实例
下面是一个简单的例子展示如何利用西门子S7-200SMART PLC配合V20变频器完成PID控制：

##### 初始化通信接口
调用`MBUS_CTRL`指令初始化Modbus RTU通信端口设置，包括波特率、奇偶校验位等参数配置。

// MBUS_CTRL Initialization Example (Assuming ladder logic syntax)
LD SM0.0 ; Load initial bit into accumulator
CALL "MBUS_CTRL", P#MBUS_INIT_DATA_BLOCK ;

##### 设置频率命令字
对于V20变频器而言，可以通过修改寄存器40100中的数值改变其工作状态（如启动/停止），并通过更改40101处的数据指定所需的工作频率。

// Set Frequency Command Word to Start Forward Rotation at Max Speed
LW #16#047F ; Load Hexadecimal Value for Forward Full-Speed Operation
T MW40100   ; Transfer this value to the designated register address

##### 发送频率设定值并接收当前频率
发送新的频率设定至变频器的同时也应定期查询当前正在使用的频率以便于后续处理或显示用途。

// Send New Frequency Setting and Read Actual Running Frequency
L D#50      ; Assume we want a frequency of 50 Hz as an example.
T VW40101    ; Write new frequency setting to appropriate location.

// Reading actual running frequency from VFD back into PLC memory area VW106
// This part would involve using another MODBUS function code like FC3 or similar,
// which is not shown here but follows same principles outlined above with different addresses.

##### 计算误差并更新PID输出
最后一步是在每次循环周期内计算期望转速同实测转速间的差异，再经由已编写的PID函数块得出最终用于调控变频器的新PWM占空比或其他形式的功率水平指示。

// Assuming there's already defined FB block named 'pid_control' that implements standard PID algorithm
// And assuming setpoint has been stored in MD10 while process variable comes directly from encoder feedback via some other means into MD12
LD MD10     ; Load desired speed/set point into input parameter SP
LD MD12     ; Load measured speed/process variable into PV
CALL "pid_control"
MOV AC0, MD14 ; Move computed output signal out of temporary storage into final destination where it will be sent over modbus later on...