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欧姆龙 Omron PLC 的 PID/PIDAT 编程与使用(图解)

时间: 2025-10-18 23:21浏览量:226次
Omron PLC 的 PID/PIDAT 编程与使用(图解)



适用:NJ/NX/NX1P2(Sysmac Studio,PIDAT FB)CP/CJ/CS(CX‑Programmer,PID(190)/PIDAT(191))。以下结构示意图便于培训与快速交底,参数与寄存器名称以实际手册为准。

1) PID 块结构示意图(可缩放 SVG)

PID / PIDAT 功能块占位图



                                    ┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
 [SP_VAR] ──┐                      │                   PID / PIDAT 功能块                         │
            ├───► Σ = e(t) ────────┼─► e(t) → [ P ]  [ I ]  [ D ] → Σ → [限幅/Anti-windup] ──┬───▶ [MV_VAR]
 [PV_VAR] ──┘                      │                                                         │
 (来自 [AI_CH],已缩放为工程量) │                                                         │
                                   │  方向:正作用(MV↑→PV↑)/ 反作用                        │
 [EN_VAR](Enable) ───────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────┤
 [AUTO_VAR](手/自动) ────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────┤
 [AT_VAR](自整定) ───────────────┼─────► 整定 [Kp_VAR] / [Ti_VAR] / [Td_VAR]                 │
 [Ts_VAR](采样周期) ─────────────┼─────► 与任务周期一致(如 50 ms)                          │
 [MV_LIM_VAR]/[BIAS_VAR] ──────────┼─────► 限幅/偏置,防积分饱和                               │
                                   │                                                         │
                                   │  输出与状态:                                           │
                                   │   ┌───────────────────────────────┬──────────────────┐  │
                                   │   │ AO:0–10V/4–20mA → [AO_CH]    │ Busy/Err/ErrID →│→│ [ERR_VAR]
                                   │   │ TPO:SSR占空比(2 s)→[DO_SSR]│ 趋势:PV/SP/MV   │  │
                                   │   └───────────────────────────────┴──────────────────┘  │
                                   └─────────────────────────────────────────────────────────┘
    



SP(设定)PV(过程值)Σ+–e(t)=SP−PV比例 PKp × e(t)积分 I∫e(t)dt / Ti微分 DTd · de/dt(含滤波)Σ限幅 + 防积分饱和(Limiter / Anti‑windup)MV到执行端:AO 0–10V / 4–20mA或 TPO:SSR 占空比手/自切换 + 跟踪(Bumpless Transfer)MV 跟踪AT 自整定调整 Kp/Ti/Td参数更新提示:采样周期 Ts 与任务周期一致方向:正作用(MV↑→PV↑)/ 反作用

读图要点:
  • SP 与 PV 在加/减结点求差得 e(t)。e(t) 同时喂给 P/I/D 三通道,并在输出端求和。
  • 限幅避免 MV 超界;防积分饱和将误差或限幅信息回馈到 I 通道,防止“顶死”。
  • 手/自切换采用“跟踪”保证无扰(切回自动时先对齐 MV)。
  • 输出既可走 AO(模拟量),也可走 TPO(时间比例)驱动 SSR/接触器。

2) 输入点如何设置(取数与缩放)

NJ/NX(Sysmac Studio)

  1. I/O Map 将 AI 通道映射为变量,如PV_raw : INT;在程序中线性换算为PV : REAL(工程单位)。
  2. 给PIDATFB 的PV引脚连接工程量变量,SP来自设定或上位。

CP/CJ(CX‑Programmer)

  1. 按模拟量单元的 CIO/DM 映射读取通道值(例:CIO2001→D100)。
  2. 在 D 区做比例/偏移换算得到工程量PV,供PID(190)/PIDAT(191)使用。

3) 参数设置(通用于 PID/PIDAT)

  • 采样周期 Ts:与任务周期一致(如 10 ms / 50 ms)。
  • 控制方向:正作用/反作用(温控加热通常正作用)。
  • Kp / Ti / Td:手动整定或启用 AT 自整定;温控可用库函数的 Heat/Cool 模式。
  • MV 限幅/偏置:避免饱和;必要时启用防积分饱和。
  • 手/自切换:启用 MV 跟踪,确保无扰切换(Bumpless)。

4) 输出点与状态

  • AO(模拟量输出):MV → AO,给变频器/阀位器/功率控制器。
  • TPO(时间比例输出):将MV%转换为固定周期占空比,驱动 SSR/接触器。
  • 状态监视:监控Busy/Err/ErrID(或指令 P_ERR),结合趋势图看PV/SP/MV。

5) 调试小抄(7 步)

  1. 先手动:断开闭环,手动改变MV验证方向与限幅。
  2. 接通闭环:小 Kp 起步,逐步加入 I,再视需要加 D。
  3. 若为温控:优先用 PIDAT 自整定;选择合适 TPO 周期 保护器件。
  4. 检查 Ts、I/O 缩放、单位 是否一致;防止“单位错位”。
  5. 开启 趋势/Trace,记录阶跃与干扰响应便于复盘。
  6. 设告警与上下限,避免输出硬顶或振荡长期存在。
  7. 保存参数模板,便于多站复制与版本管理。

注:本页为操作图解与落地清单。具体指令/FB 的引脚、参数区结构、寄存器地址与错误码,请以对应机型的官方手册为准(如:W502/W451/W340 等)。


欧姆龙 PID 梯形图(快速图解)



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