미쓰비시 PID (feat. 완전미분 불완전미분의 차이)

미쓰비시 PLC를 이용하여 프로세스 제어를 하기 위해서는 PID 명령을 사용해야 한다. 

(참고: 프로세스 제어란 온도, 유량, 압력, 레벨 제어와 같은 물리량을 연속적으로 제어하는 시스템)

 

 

PLC를 이용한 PID제어시스템의 입출력 구성

 

PID 제어 명령에 의한 PID제어는 그림1에 표시한 것과 같이 A/D변환 모듈, D/A변환 모듈과 조합하여 실행합니다.

그림1. PID 제어의 처리개요

 

PID제어의 처리 방법은 그림 1에 나타낸 것과 같이 미리 설정 되어져 있는 설정값(SV)과 A/D변환 모듈에서 읽은 디지털값(측정값(PV))에 의해 PID연산을 행한 조작량(MV)을 산출합니다. 산출된 조작량(MV)은 D/A변환 모듈에 쓰여져서 외부로 출력합니다.

시퀀스 프로그램에서 PID 연산명령＊을 실행하면 샘플링 주기의 계측과 PID연산을 행합니다.
PID연산 명령에 의한 PID연산은 설정된 샘플링 주기마다 행합니다.

 

미쓰비시 PLC에서 사용하는 PID 연산명령에는 다음의 명령이 있습니다.
・S.PIDCONT（불완전 미분）
・PIDCONT（완전 미분）

 

PID제어는 비례 동작（P동작），적분 동작（I동작），미분 동작（D동작）을 조합한 제어 방법입니다. 
(1) PID 동작은 (P＋I＋D) 동작에 의해 산출한 조작량으로 제어를 행합니다.
(2) 편차가 일정값의 스텝 응답인 경우의 PID 동작을 아래 그림에 표시합니다.

 

 

완전미분과 불완전 미분의 차이에 대하여.

【불완전 미분】
불완전 미분은 미분항의 입력에 1차 지연 필터를 넣은 PID 제어입니다.
S.PIDCONT 명령이 불완전 미분의 PID 연산명령이 됩니다.
불완전 미분은 다음과 같은 경우에 유효합니다.
・고주파 소음의 영향을 받기 쉬운 제어
・완전 미분 방식에서 스텝 상태 변화가 있을 때에 조작단을 동작시키는 것만으로 유효에너지가 주어지지않을 때

 

【완전 미분】
완전 미분은 미분항의 입력을 그대로 사용하는 PID 제어입니다.
PIDCONT 명령이 완전 미분의 PID 연산명령이 됩니다.

 

 

 

 

범프리스 전환

(1) 범프리스란, 모드전환(수동 자동)시, 조작량(MV)을 연속적으로 제어 시키는 기능입니다.
(2) 모드전환（수동 자동）을 행하면, 아래와 같이 “자동모드의 조작량 영역(자동조작량)”과 “수동모드의 조작량 영역(수동 조작량)”사이에서 데이터의 전송을 하게 됩니다.
  (a) 수동모드에서 자동모드로의 전환시 …수동모드의 조작량을 자동모드의 조작량 영역에 전송한다.
  (b) 자동모드에서 수동모드로의 전환시 …자동모드의 조작량을 수동모드의 조작량 영역에 전송한다.