FX系列PLC模拟量控制教程：PID指令与自整定应用

"系统及动作示例-kettle从入门到精通" 本文主要介绍的是三菱FX3S系列微型可编程控制器在模拟量控制中的应用，特别是PID（比例-积分-微分）控制指令的使用方法，以及如何进行阶跃响应法的实用程序举例。FX3S、FX3G、FX3GC、FX3U、FX3UC系列是三菱公司提供的工业自动化设备，常用于自动化设备的控制，如温度控制、电机速度控制等。 在模拟量控制篇中，PID指令（FNC 88）被用来实现精确的电热器温度控制。该指令可以自动调整控制器的输出以保持输入（如温度）与设定值之间的偏差最小。系统构成包括一个电热器、温度传感器（热电偶）、带屏蔽层的补偿导线以及FX2N-4AD-TC等模块，用于采集和处理温度信号。 自整定功能允许控制器自动调整PID参数，以适应系统的动态特性。在自整定时，当大输出达到90%时，控制器会通过试错法找到最优的PID参数。这个过程可以通过监控X010和X011输入点的状态来观察，它们分别对应于自整定指令和PID控制指令。 系统中，PID控制参数包括采样时间（Ts）、输入滤波（α）、微分增益（KD）等。例如，采样时间设置为3000毫秒，输入滤波为70%，微分增益为0，这意味着控制器每3秒获取一次温度数据，并对输入变化进行平滑处理，不使用微分作用。输出值的上限和下限设定为22%和2%，确保输出值在安全范围内。 阶跃响应法通过改变目标值（设定值）来测试系统的响应。在这个例子中，目标值每隔2秒（2000毫秒）在500℃处阶跃变化，观察控制器的输出响应，以评估其控制性能。在自整定和PID控制过程中，输出值会随着目标值的变化而变化，例如S1、S3状态表示不同的输出状态。 需要注意的是，由于FX2N-16EYT的晶体管输出适合频繁的ON/OFF切换，因此在这样的应用中是理想选择。在设计系统时，务必考虑安全措施，例如设置外部的安全回路，以应对电源异常、控制器故障等可能引发的危险情况。 在实际操作中，用户应遵循所有安全注意事项，阅读并理解相关设备的所有文档，以确保正确、安全地使用这些设备。此外，保留并提供给最终用户使用说明书是非常重要的，因为它们包含了防止设备误操作和确保安全运行的重要信息。设计时还应注意防止误动作和输出失效，确保即使在控制器内部发生问题时，机械也能在安全状态下运行。