温度 PID 控制 在 MF26 模拟实验挂箱中温度 PID 控制实验区完成本实验。 一、实验目的 熟悉使用三菱 FX 系列的 PID 控制，通过对实例的模拟，熟练地掌握 PLC 控制的流程和程 序调试。 二、温度 PID 控制面板图 此面板中的 Pt100 为热电偶,用来监 测受热体的温度，并将采集到的温度信号 送入变送器，再由变送器输出单极性模拟 电压信号，到模拟量模块，经内部运算处 理后，输出模拟量电流信号到调压模块输 入端，调压模块根据输入电流的大小，改 变输出电压的大小，并送至加热器。 为了使温度变送器正常工作,还要对其 参数进行设置。在基本状态下按 键并 保持约 2 秒钟，即进入参数设置状态。在参 数设置状态下按 键，仪表将依次显示各 参数，例如上限报警值 HIAL、参数锁 Loc 等 等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，只出 现操作工需要用到的参数（现场参数）。用 、 、 等键可修改参数值，按 键并 保持不放，可返回显示上一参数。先按 键不放接着再按 键可退出设置参数状态。 如果没有按键操作，约 30 秒钟后会自动退出 设置参数状态。需要设定的参数有 CTRL＝0 SN＝21 DIL＝000.0 DIH＝100.0 DIP＝1 三、实验原理 (1)本实验说明 欲使受热体维持一定的温度，则需一风扇不断给其降温。这就需要同时有一加热器以不 同加热量给受热体加热，这样才能保证受热体温度恒定。 本系统的给定值（目标值）可以预先设定后直接输入到回路中；过程变量由在受热体中 的 Pt100 测量并经温度变送器给出，为单极性电压模拟量；输出值是送至加热器的电压，其 允许变化范围为最大值的 0% 至 100%。 (2)理解 FXon 系列的 PID 功能指令 FXon 系列的 PID 回路运算指令的功能指令编号为 FNC88,源操作数[S1],[S2],[S3]和目标 操作数均为 D，16 位运算占 9 个程序步，[S1],[S2]分别用来存放给定值 SV 和当前测量到的 反馈值 PV,[S3]--[S3]+6 用来存放控制参数的值,运算结果 MV 存放在[D]中。 

PID 指令用于闭环模拟量的控制，在 PID 控制之前，应使用 MOV 指令将参数设定值预先写 入数据寄存器中。如果使用有断电保护功能的数据存储器，不需要重复写入。如果目标操作 数[D]有断电保护功能，应使用初始化脉冲 M8002 的常开触点将它复位。 [S3]--[S3]+24 分别用来存放 PID 运算的各种参数,具体如下: [S3] 采样周期(Ts) 1—32767(ms) [S3]+1 动作方向(ACT) [S3]+2 输入滤波常数(α) 0—99％ 0 时没有输入滤波 [S3]+3 比例增益(Kp) 1--32767％ [S3]+4 积分时间(TI) 0—32767(×100ms) 0 时作为∞处理 [S3]+5 微分增益(KD) 0--100％ 0 时无微分增益 [S3]+6 微分时间(TD) 0—32767(×10ms) 0 时无微分处理 [S3]+7----[S3]+19 PID 运算的内部处理占用 [S3]+20 输入变化量(增侧)报警设定值 [S3]+21 输入变化量(减侧)报警设定值 0--32767 0--32767 [S3]+22 输出变化量(增侧)报警设定值和输出上限设定值 [S3]+23 输出变化量(减侧)报警设定值和输出下限设定值 [S3]+24 报警输出 在 P,I,D 这三种控制作用中，比例部分与误差部分信号在时间上时一致的，只要误差一 出现，比例部分就能及时地产生与误差成正比例的调节作用，具有调节及时的特点。比例系 数越大，比例调节作用越强，系统的稳态精度越高；但是对于大多数的系统来说，比例系数 过大，会使系统的输出振荡加剧，稳定性降低。 调节器中的积分作用与当前误差的大小和误差的历史情况都有关系，只要误差不为零， 控制器的输出就会因积分作用而不断变化，一直要到误差消失，系统处于稳定状态时，积分 部分才不再变化，因此，积分部分可以消除稳态误差，提高控制精度。但是积分作用的动作 缓慢，可能给系统的动态稳定性代来不良影响，因此很少单独使用。 积分时间常数增大时，积分作用减弱，系统的动态性能（稳定性）可能有所改善，但是， 消除稳态误差的速度减慢。 根据误差变化的速度（即误差的微分），微分部分提前给出较大的调节作用，微分部分反 映了系统变化的趋势，它较比例调节更为及时，所以微分部分具有预测的特点。微分时间常 数增大时，超调量减小，动态性能得到改善，但抑制高频干扰的能力下降。如果微分时间常 数过大，系统输出量在接近稳态值时上升缓慢。 采样时间按常规来说应越小越好，但是时间间隔过小时，会增加 CPU 的工作量，相邻两 次采样的差值几乎没有什么变化，所以也不易将此时间取的过小，另外，假如此项取比运算 时间短的时间数值，则系统无法执行。 FX2N-3A 模块输入输出特性如下 

四、输入/输出接线列表 加 热 指 加 热 指 冷 却 风 冷 却 风 控 制 输 控 制 输 信 号 输 信 号 输 示+ 示- 扇+ 扇- 入+ 入- 出+ 出- 主机 24+ Y1 主机 24+ Y0 注意：不要漏接热电偶 Pt100 的补偿端 五、实验注意事项： FX2N-3A FX2N-3A FX2N-3A FX2N-3A Iout Out-com Vin1 Com1 本挂箱内的加热器由四个内热式烙铁芯构成，长时间的满负荷工作会使受热体温度明显 升高，影响挂箱内环境温度，可能会对元器件造成损坏。因此，在进行实验时对设定值不要 设的过高（一般高于室内温度 10-20℃即可），以免对挂箱造成不良影响。 六、梯形图参考程序