我們直接使用三菱FX3U的PID指令進(jìn)行控制。下面我們看一下PID指令的用法：

S1是目標(biāo)值：比如目標(biāo)轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分鐘。

S2是測(cè)量值：比如當(dāng)前實(shí)時(shí)測(cè)得的轉(zhuǎn)速38轉(zhuǎn)/分鐘。

S3是參數(shù)數(shù)據(jù)的首個(gè)寄存器地址：例如D100，那么后面D101-D128都是PID指令相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)。

D是就是實(shí)際的輸出值。這個(gè)輸出值是有范圍的，需要通過(guò)參數(shù)S3+22(輸出上限)和S3+23（輸出下限）來(lái)限定。這個(gè)范圍是跟模擬量輸出模塊的量程，或者PWM波形周期有關(guān)。比如：4DA模塊輸出0-10V電壓，對(duì)應(yīng)0-32000量程，那么S3+22就設(shè)置成32000即可，因?yàn)榱砍套畲笠簿褪?2000，再大還是輸出10V，沒(méi)有實(shí)際意義。又比如：我們用PWM的占空比控制加熱棒輸出功率時(shí)，周期定為1000（單位：ms），那么S3+22就設(shè)置成1000，如果設(shè)的大了，PWM指令反而就不執(zhí)行了。所以，根據(jù)執(zhí)行器的量程來(lái)設(shè)置輸出上下限才行。

下面看下S3的參數(shù)表：

采樣時(shí)間：在本例中，控制對(duì)象是電機(jī)轉(zhuǎn)速，它的實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，目標(biāo)值可以馬上到達(dá)，因此為了提高準(zhǔn)確性，采樣時(shí)間要小一點(diǎn)。而如果是控制的溫度/壓力值等滯后性比較強(qiáng)的對(duì)象，那么采樣時(shí)間可以設(shè)的長(zhǎng)點(diǎn)，比如溫度，加熱棒加熱得比較慢，反饋回來(lái)的溫度變化比較滯后，所以沒(méi)必要設(shè)的短，較短的時(shí)間內(nèi)可能測(cè)得的實(shí)時(shí)溫度值基本沒(méi)變化。

動(dòng)作設(shè)定：

bit0=0.正動(dòng)作：它的表現(xiàn)是測(cè)量值和目標(biāo)值越接近，輸出值越往上升。如本例測(cè)速，就是要正動(dòng)作，測(cè)量值離目標(biāo)值遠(yuǎn)，那么輸出值就要慢慢增大。

bit0=1.逆動(dòng)作：它的表現(xiàn)跟正動(dòng)作相反。測(cè)量值越接近目標(biāo)值，輸出值越小。例如加溫控制，當(dāng)溫度慢慢變大，輸出就要慢慢變小，這樣才不會(huì)過(guò)溫。

bit1和bit2.不管它，設(shè)為0

bit3.不使用，設(shè)為0

bit4.當(dāng)執(zhí)行自整定時(shí)，該位設(shè)置為1，當(dāng)自整定結(jié)束后，它會(huì)自動(dòng)范圍。因此用它來(lái)對(duì)動(dòng)作設(shè)定的參數(shù)重新賦值。

bit5.輸出值上下限設(shè)定必須要有效，它有效了，后面的輸出上下限值才能設(shè)定。

bit6=0.階躍響應(yīng)法：它在自整定的時(shí)候，是沒(méi)有輸出的。必須人為地提前給它一個(gè)輸出值，不用太大，一半左右就夠了，也就是說(shuō)，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)先動(dòng)起來(lái)，然后自整定程序會(huì)根據(jù)運(yùn)行情況或者加熱情況來(lái)進(jìn)行PID運(yùn)算。當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，自整定就完成了，并且給出計(jì)算出來(lái)的P，I，D值。另外，在整定期間，PID參數(shù)一直為0。

bit6=1.極限循環(huán)法：當(dāng)測(cè)量值<目標(biāo)值-臨界值時(shí)，以LLV輸出；當(dāng)測(cè)量值>目標(biāo)值+臨界值時(shí)，以ULV輸出。當(dāng)經(jīng)過(guò)幾個(gè)波形后，就能得到P，I，D值。同樣，在整定期間，PID參數(shù)一直為0。

輸入濾波常數(shù)：根據(jù)樣例程序，輸入70即可。

比例增益：太大會(huì)震蕩嚴(yán)重。太小會(huì)達(dá)不到目標(biāo)值。

積分時(shí)間：太大使得到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間變長(zhǎng)。太小使得系統(tǒng)超調(diào)，糾錯(cuò)太快了。

微分增益：自整定到時(shí)候沒(méi)有它整定值。

微分時(shí)間：加入它可以抗拒外界來(lái)的干擾，使得能夠達(dá)到目標(biāo)值。比如，正常情況下開(kāi)車，只要P和I夠了，開(kāi)的好好的，突然遇到上坡，那么此時(shí)按照正常調(diào)節(jié)來(lái)看，無(wú)法到達(dá)之前的速度了，因此引入了D后，可以給車再加點(diǎn)油，然后速度起來(lái)，克服斜坡帶來(lái)的影響。

中間參數(shù)省略，一律設(shè)0，或者不管。

輸出上限的設(shè)定值：4DA模塊的最大量程值，或者PWM波形的周期值。

輸出下限的設(shè)定值：4DA模塊的最小量程值，或者0。

報(bào)警輸出：根據(jù)需要設(shè)定。

PV臨界值：它跟極限循環(huán)法有關(guān)。當(dāng)以極限循環(huán)法自整定時(shí)，它的作用就是來(lái)控制PID的輸出值什么時(shí)候用輸出值上限ULV，什么時(shí)候用輸出值下限LLV。當(dāng)目標(biāo)值-PV臨界值時(shí)，用LLV輸出；當(dāng)目標(biāo)值+PV臨界值時(shí)，用ULV輸出。

輸出值上限ULV：它的值最大為輸出上限設(shè)定值。可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)定，不一定用最大值。

輸出值下限LLV：它的值最小為輸出下限設(shè)定值。可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)定，不一定用最小值。

可以多路使用，也就是說(shuō)，即可以控速，同時(shí)也可以控溫

下面進(jìn)入實(shí)操：我們采用FX3U-4DA模塊輸出0-10V來(lái)控制VFD-M變頻器的頻率(0-50HZ)給定。

1.臺(tái)達(dá)VFD-M變頻器與FX3U-4DA接線：

1.1.將FX3U-4DA的V+接到變頻器的AVI，將FX3U-4DA的VI-接到變頻器的GND。有條件的可以在FX3U-4DA模塊的V+和VI-之間并聯(lián)一個(gè)0.1-0.47uf的電容，以增加抗干擾性。

1.2.將編碼器（600線）的A相和B相信號(hào)分別接入到FX3UPLC的X0和X1。

1.3.小型異步電機(jī)是3相220的，而VFD-M變頻器也是輸出3相220V電壓，因此可以直接使用。

2.臺(tái)達(dá)VFD-M的參數(shù)設(shè)置：

將P00設(shè)置為01，表示主頻率輸入模擬信號(hào)由模擬信號(hào)0-10V輸入（AVI）

將P01設(shè)置為00，表示運(yùn)轉(zhuǎn)指令由數(shù)字操作器控制。也就是說(shuō)，當(dāng)我們開(kāi)始控制之前，必須提前在操作面板上按一下RUN鍵，一旦有0-10V輸入，變頻器馬上就有輸出。

將P10設(shè)置為0.1，表示第一加速時(shí)間是0.1秒。設(shè)置那么低，是想讓控制可以更加迅速。當(dāng)然，這么做的后果就是需要加一個(gè)制動(dòng)電阻，以快速釋放掉母線電壓。

將P11設(shè)置為0.1，表示第一減速時(shí)間是0.1秒。原因同上。

3.FX3U-4DA的參數(shù)設(shè)置：

緩沖存儲(chǔ)區(qū)我們只需要設(shè)置#0號(hào)存儲(chǔ)區(qū)的輸出模式，以及將PID的輸出值給到#4號(hào)存儲(chǔ)區(qū)，讓它輸出0-10V電壓即可。

其他的例如：偏置?。ň褪瞧屏?，用來(lái)平移斜線的），增益?。ň褪歉淖冃甭剩?，上下限啊，都可以不用設(shè)置。

另外，負(fù)載電阻值在出廠的時(shí)候是以30KΩ來(lái)調(diào)節(jié)的，一般情況下夠用了，如果要精確，可以測(cè)量實(shí)際負(fù)載的阻值，然后將#51-#54的負(fù)載電阻值給更改掉。

題外話：FX3U-4AD/4DA模塊買來(lái)后，最好將各個(gè)輸入輸出通道的偏置以及增益的數(shù)據(jù)都保存下來(lái)。這樣一旦出現(xiàn)偏差，在調(diào)整偏置和增益無(wú)果的情況下，還可以重新將初始時(shí)的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)去進(jìn)行還原。

另外，F(xiàn)X3U支持直接用“單元號(hào)\存儲(chǔ)區(qū)號(hào)”來(lái)直接訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)，例如：我現(xiàn)在的硬件組態(tài)是這樣的：FX3UPLC+FX3U-4AD模塊+FX3U-4DA模塊，那么4AD模塊的單元號(hào)就是U0，4DA的單元號(hào)是U1。然后，4DA的#4號(hào)存儲(chǔ)區(qū)可以用G4表示。那么連起來(lái)就是U1\G4，我們只要MOV D100 U1\G4，那么我們就可以控制4DA模塊的4號(hào)通道進(jìn)行輸出。

4.設(shè)備實(shí)拍：

從左到右分別是FX3U，F(xiàn)X3U-4AD，F(xiàn)X3U-4DA

臺(tái)達(dá)VFD-M變頻器控制底下的輸送帶，編碼器旋轉(zhuǎn)一圈發(fā)出600個(gè)脈沖

5.程序：

關(guān)于如何測(cè)速，可以看我主頁(yè)里的另一個(gè)視頻。

這里我們用0.5s來(lái)采集速度，算法：0.5s內(nèi)測(cè)得的脈沖數(shù)?（600線?4倍頻）?2?60，

這里的2就是以秒為單位來(lái)計(jì)算的。

H70表示執(zhí)行正動(dòng)作，且采用極限循環(huán)法的自整定

PID指令里的D0實(shí)際應(yīng)該用?2后的值填入

由于PID輸出值在結(jié)束后無(wú)法恢復(fù)，因此用PID控制結(jié)束條件的下降沿來(lái)將它復(fù)位

這里同時(shí)需要將4DA模塊的輸出值清零，否則變頻器會(huì)一直運(yùn)轉(zhuǎn)

6.調(diào)試：

這種裝置的自整定很快就結(jié)束了，不像控溫那樣會(huì)比較慢一點(diǎn)。但是這種快速自整定出來(lái)的值，都是有問(wèn)題的。如果用自整定出來(lái)的PID參數(shù)來(lái)運(yùn)行，會(huì)發(fā)現(xiàn)輸送帶一頓一頓的，那是因?yàn)檎ǔ鰜?lái)的P值有20000多，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)看，確實(shí)太大了，運(yùn)行一會(huì)馬上就到了目標(biāo)速度，然后肯定過(guò)沖，過(guò)沖后又馬上降低輸出，所以導(dǎo)致輸送帶一頓一頓的，這就是引起了系統(tǒng)的震蕩，因此，我將P值改為4000左右后，就不會(huì)一頓一頓了，運(yùn)行平穩(wěn)。最后，人為的給它施加一個(gè)壓力，輸出值立馬就上去了，變頻器的輸出頻率也相應(yīng)的增加，而且也不會(huì)過(guò)沖很多，穩(wěn)態(tài)還可以。

7.總結(jié)：自整定不是一無(wú)是處，至少可以反應(yīng)出一些問(wèn)題，然后我們直接根據(jù)反應(yīng)出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的人為的更改PID參數(shù)就可以了。