Ctrl pid

Type Funktionsbaustein

Input ACT	REAL (gemessener Wert nach der Strecke)
SET	REAL (Vorgabewert)
SUP	REAL (Rauschunterdrückung)
OFS	REAL (Offset für den Ausgang)
M_I	REAL (Eingangswert für manuellen Betrieb)
MAN	BOOL (Umschalten auf Handbetrieb, MANUAL = TRUE)
RST	BOOL (Asynchroner Reset-Eingang)
KP	REAL (Verstärkung des Reglers)
TN	REAL (Nachstellzeit des Reglers)
TV	REAL (Vorhaltezeit des Reglers)
LL	REAL (untere Ausgangsbegrenzung)
LH	REAL (obere Ausgangsbegrenzung)
Output Y	REAL (Ausgang des Reglers)
DIFF	Real (Regelabweichung)
LIM	BOOL (TRUE, wenn der Ausgang ein Limit erreicht hat)
CTRL_PID ist ein PID-Regler mit dynamischen Anti Wind-Up und manuellem Steuereingang. Der PID Regler arbeitet nach der Formel
	Y = KP * ( DIFF + 1/TN * INTEG(DIFF) + TV *DERIV(DIFF)) + OFFSET
	wobei DIFF = SET_POINT – ACTUAL
Im Handbetrieb (Manual = TRUE) gilt	Y = MANUAL_IN + OFFSET
ACT ist der gemessene Wert nach der Regelstrecke und SET ist die Sollwertvorgabe für den Regler. Die Eingangswerte LH und LL begrenzen den Ausgangswert Y. Mit RST kann der interne Integrator jederzeit auf 0 gesetzt werden. Der Ausgang LIM signalisiert das der Regler an eine der Grenzen LL oder LH gelaufen ist. Der PID-Regler arbeitet frei laufend und benutzt zur Berechnung die Trapezregel für höchste Genauigkeit und optimale Geschwindigkeit. Die Default-Werte der Eingangsparameter sind wie folgt vordefiniert	KP = 1, TN = 1, TV = 1, LIMIT_L = -1000 und LIMIT_H = +1000. Mit dem Eingang SUP wird eine Rauschunterdrückung eingestellt, der Wert am Eingang SUP legt fest ab welcher Regeldifferenz der Regler einschaltet. Mit SUP wird vermieden das der Ausgang des Reglers dauern schwankt. Der Wert am Eingang SUP sollte so bemessen sein das er das Rauschen der Regelstrecke und der Sensoren unterdrückt. Wird zum Beispiel der Eingang SUP auf 0.1 gesetzt so wird der Regler erst bei Regelabweichungen größer als 0.1 aktiv. Der Ausgang DIFF stellt die gemessene und durch ein Noise Filter (DEAD_BAND) gefilterte Regelabweichung zur Verfügung. DIFF wird in einer Regelstrecke normalerweise nicht benötigt, kann aber zur Beeinflussung der Regelparameter benutzt werden. Der Eingang OFS wird als letzter Wert zum Ausgang addiert, und dient vor allem zum kompensieren von Störsignalen, deren Wirkung auf den Regelkreis abgeschätzt werden kann.
	Der Regler arbeitet mit einem Dynamischen Wind-Up das verhindert dass der Integrator bei erreichen eines Ausgangslimits und weiterer Regelabweichung unbegrenzt weiter läuft und die Regeleigenschaften negativ beeinflusst. In der Einleitung des Kapitel Regelungstechnik finden sich weitere Details zum Thema Anti Wind-Up.
Die Regelparameter werden in der Form KP, TN und TV angegeben, falls die Parameter als KP, KI und KD vorliegen können sie entsprechend der folgenden Formel umgerechnet werden
	TN = KP/KI und TV = KD/KP
Die folgende Grafik zeigt die interne Struktur des PID Reglers
	Im folgenden Beispiel wir ein PID Regler gezeigt, dessen SET_POINT durch den Baustein TUNE2 mittels Taster erzeugt wird. Der Ausgang DIFF wird an einen Baustein PARSET2 geleitet welcher abhängig von der Regelabweichung am Ausgang DIFF die Parameter KP, TN und TV verändert.