FB41

很多人都在问PID的复杂的微积分算法如何形成程序的？我在这里把STEP7 里FB41源代码和注释给大家贴出来，让大家学习一下，FB41是积分PID。另外如果大家习惯了STEP7的PID也可以通过这个源代码移植到别的控制器上。

FUNCTION_BLOCK "CONT_C" TITLE ='continuous PID controller' AUTHOR : Jiansiting FAMILY : JZGK NAME : CONT_C VERSION : '2.0' KNOW_HOW_PROTECT VAR_INPUT COM_RST : BOOL := FALSE; //完全重启动 MAN_ON : BOOL := TRUE; //手动值打开 PVPER_ON : BOOL := FALSE; //外设过程变量打开 P_SEL : BOOL := TRUE; //比例作用打开 I_SEL : BOOL := TRUE; //积分作用打开 INT_HOLD : BOOL := FALSE; //积分作用保持 I_ITL_ON : BOOL := FALSE; //积分作用初始化 D_SEL : BOOL := FALSE; //微分作用打开 CYCLE : TIME := T#1S; //采样时间 SP_INT : REAL := 0.0; //内部设定值 PV_IN : REAL := 0.0; //过程变量输入 PV_PER : WORD := W#16#0; //外设过程变量 MAN : REAL := 0.0; //手动值 GAIN : REAL := 2.0; //比例增益 TI : TIME := T#20S; //积分复位时间 TD : TIME := T#10S; //微分时间 TM_LAG : TIME := T#2S; //微分作用时间延时 DEADB_W : REAL := 0.0; //死区带宽 LMN_HLM : REAL := 100.0; //积分值上限 LMN_LLM : REAL := 0.0; //积分值下限 PV_FAC : REAL := 1.0; //过程变量因子 PV_OFF : REAL := 0.0; //过程变量偏移量 LMN_FAC : REAL := 1.0; //调节值因子 LMN_OFF : REAL := 0.0; //调节值偏移量 I_ITLVAL : REAL := 0.0; //积分作用的初始化值 DISV : REAL := 0.0; //干扰变量 END_VAR VAR_OUTPUT LMN : REAL := 0.0; //调节值 LMN_PER : WORD := W#16#0; //外设调节值 QLMN_HLM : BOOL := FALSE; //达到调节值上限 QLMN_LLM : BOOL := FALSE; //达到调节值下限 LMN_P : REAL := 0.0; //比例分量 LMN_I : REAL := 0.0; //积分分量 LMN_D : REAL := 0.0; //微分分量 PV : REAL := 0.0; // ER : REAL := 0.0; //误差信号 END_VAR VAR sInvAlt : REAL := 0.0; //上周期比例偏差值 sIanteilAlt : REAL := 0.0; //上周期积分值 sRestInt : REAL := 0.0; //上周期积分偏差量（浮点数计算偏差） sRestDif : REAL := 0.0; //上周期微分偏差量（浮点数计算偏差） sRueck : REAL := 0.0; // sLmn : REAL := 0.0; //上周期调节值 sbArwHLmOn : BOOL := FALSE; //上周期达到调节值上限 sbArwLLmOn : BOOL := FALSE; //上周期达到调节值下限 sbILimOn : BOOL := TRUE; //备用-本程序没有使用该变量 END_VAR VAR_TEMP rCycle : REAL ; //采样时间浮点值 Iant : REAL ; //积分增量 Diff : REAL ; //积分量 Istwert : REAL ; //过程变量浮点值 ErKp : REAL ; //偏差比例值 rTi : REAL ; //积分时间浮点值 rTd : REAL ; //微分时间浮点值 rTmLag : REAL ; //微分作用时间延时浮点值 Panteil : REAL ; //比例值 Ianteil : REAL ; //积分值 Danteil : REAL ; //微分值 Verstaerk : REAL ; // RueckDiff : REAL ; // RueckAlt : REAL ; //上周期积分量 dLmn : REAL ; //调节量 gf : REAL ; //Hilfwert rVal : REAL ; //Real Hilfsvariable END_VAR IF COM_RST THEN //PID初始化 sIanteilAlt := I_ITLVAL ; LMN := 0.0 ; QLMN_HLM := FALSE ; QLMN_LLM := FALSE ; LMN_P := 0.0 ; LMN_I := 0.0 ; LMN_D := 0.0 ; LMN_PER := W#16#0 ; PV := 0.0 ; ER := 0.0 ; sInvAlt := 0.0 ; sRestInt := 0.0 ; SRestDif := 0.0 ; sRueck := 0.0 ; sLmn := 0.0 ; sbArwHLmOn := FALSE ; sbArwLLmOn := FALSE ; ELSE rCycle := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( CYCLE ) ) / 1000.0 ; //采样时间转换为浮点数值 Istwert := DINT_TO_REAL( INT_TO_DINT( WORD_TO_INT ( PV_PER ) ) ) * 0.003616898 ; Istwert := Istwert * PV_FAC + PV_OFF ; //外设输入转换为浮点数值 IF NOT PVPER_ON THEN //过程变量选择 Istwert := PV_IN ; END_IF; PV := Istwert ; ErKp := SP_INT - PV ; //计算偏差 IF ErKp < -DEADB_W THEN ER := ErKp + DEADB_W ; ELSIF ErKp > DEADB_W THEN ER := ErKp - DEADB_W ; ELSE ER := 0.0 ; END_IF; ErKp := ER * GAIN ; //偏差比例增益 rTi := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( TI ) ) / 1000.0 ; rTd := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( TD ) ) / 1000.0 ; rTmLag := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( TM_LAG ) ) / 1000.0 ; IF rTi < rCycle * 0.5 THEN //积分时间必须 >= 采样时间的0.5倍 rTi := rCycle * 0.5 ; END_IF; IF rTd < rCycle THEN //微分时间必须 >= 采样时间 rTd := rCycle ; END_IF; IF rTmLag < rCycle * 0.5 THEN //微分作用延时时间必须 >= 采样时间的0.5倍 rTmLag := rCycle * 0.5 ; END_IF; IF P_SEL THEN //比例作用投入 Panteil := ErKp ; ELSE Panteil := 0.0 ; END_IF; IF I_SEL THEN //积分作用投入 IF I_ITL_ON THEN //积分初始化 Ianteil := I_ITLVAL ; sRestInt := 0.0 ; ELSIF MAN_ON THEN //手动值输入时的积分量计算，用于用于手动切换自动无扰切换 Ianteil := sLmn - Panteil - DISV ; sRestInt := 0.0 ; ELSE //积分计算 Iant := ( rCycle / rTi ) * ( ErKp + sInvAlt ) * 0.5 + sRestInt ; IF ( ( Iant > 0.0 AND sbArwHLmOn ) OR INT_HOLD ) OR ( Iant < 0.0 AND sbArwLLmOn )THEN //抗积分饱和 Iant := 0.0 ; END_IF; Ianteil := sIanteilAlt + Iant ; //当前积分值 := 上时刻积分值 + 本次积分量 sRestInt := sIanteilAlt - Ianteil + Iant ; END_IF; ELSE Ianteil := 0.0 ; sRestInt := 0.0 ; END_IF; Diff := ErKp ; IF NOT MAN_ON AND D_SEL THEN //微分作用投入 Verstaerk := rTd / ( rCycle * 0.5 + rTmLag ) ; Danteil := ( Diff - sRueck ) * Verstaerk ; RueckAlt := sRueck ; RueckDiff := rCycle / rTd * Danteil + sRestDif ; sRueck := RueckDiff + RueckAlt ; sRestDif := RueckAlt - sRueck + RueckDiff ; //同积分一样计算微分误差量 ELSE // Danteil := 0.0 ; sRestDif := 0.0 ; sRueck := Diff ; END_IF; dLmn := Panteil + Ianteil + Danteil + DISV ; //PID输出 IF MAN_ON THEN //PID手动之打开 dLmn := MAN ; ELSE IF NOT I_ITL_ON AND I_SEL THEN //干扰量处理 IF Ianteil > LMN_HLM - DISV AND dLmn > LMN_HLM AND dLmn - LMN_D > LMN_HLM THEN rVal := LMN_HLM - DISV ; gf := dLmn - LMN_HLM ; rVal := Ianteil - rVal ; IF rVal > gf THEN rVal := gf ; END_IF; Ianteil := Ianteil - rVal ; ELSIF Ianteil < LMN_LLM - DISV AND dLmn < LMN_LLM AND dLmn - LMN_D < LMN_LLM THEN rVal := LMN_LLM - DISV ; gf := dLmn - LMN_LLM ; rVal := Ianteil - rVal ; IF rVal < gf THEN rVal := gf ; END_IF; Ianteil := Ianteil - rVal ; END_IF; END_IF; END_IF; LMN_P := Panteil ; LMN_I := Ianteil ; LMN_D := Danteil ; sInvAlt := Erkp ; sIanteilAlt := Ianteil ; sbArwHLmOn := FALSE ; sbArwLLmOn := FALSE ; IF dlmn >= LMN_HLM THEN //调节辆限幅(上限) QLMN_HLM := TRUE ; QLMN_LLM := FALSE ; dlmn := LMN_HLM ; sbArwHLmOn := TRUE ; ELSE QLMN_HLM := FALSE ; IF dLmn <= LMN_LLM THEN //调节辆限幅(下限) QLMN_LLM := TRUE ; dlmn := LMN_LLM ; sbArwLLmOn := TRUE ; ELSE QLMN_LLM := FALSE ; END_IF; END_IF; sLmn := dLmn ; dLmn := dLmn * LMN_FAC + LMN_OFF ; LMN := dLmn ; dLmn := dLmn* 276.48 ; IF dLmn >= 32512.0 THEN dLmn := 32512.0 ; ELSIF dLmn <= -32512.0 THEN dLmn := -32512.0 ; END_IF; LMN_PER := INT_TO_WORD( DINT_TO_INT( REAL_TO_DINT( dLmn) ) ) ; END_IF; END_FUNCTION_BLOCK