【步驟詳解】西門子 PLC PID組態(tài)設(shè)置及PID常見問題解答
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PID控制知識講解
S7-200 SMART能夠進行PID控制。S7-200 SMART CPU最多可以支持8個PID控制回路(8個PID指令功能塊) PID是閉環(huán)控制系統(tǒng)的(比例-積分-微分) PID控制器根據(jù)設(shè)定值(給定)與被控對象的實際值(反饋)的差值,按照PID算法計算出控制器的輸出量,控制執(zhí)行機構(gòu)去影響被控對象的變化。 PID控制是負反饋閉環(huán)控制,能夠抑制系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)的各種因素所引起的擾動,使反饋跟隨給定變化。 根據(jù)具體項目的控制要求,在實際應用中有可能用到其中的一部分,比如常用的是PI(比例-積分)控制,這時沒有微分控制部分。 PID算法在S7-200 SMART中的實現(xiàn) PID控制最初在模擬量控制系統(tǒng)中實現(xiàn),隨著離散控制理論的發(fā)展,PID也在計算機化控制系統(tǒng)中實現(xiàn)。 2 PID向?qū)ЫM態(tài)設(shè)置 Micro/WIN SMART提供了PID Wizard(PID指令向?qū)В?,可以幫助用戶方便地生成一個閉環(huán)控制過程的PID算法。此向?qū)Э梢酝瓿山^大多數(shù)PID運算的自動編程,用戶只需在主程序中調(diào)用PID向?qū)傻淖映绦?,就可以完成PID控制任務。 PID向?qū)Ъ瓤梢陨赡M量輸出PID控制算法,也支持開關(guān)量輸出;既支持連續(xù)自動調(diào)節(jié),也支持手動參與控制。建議用戶使用此向?qū)ID編程,以避免不必要的錯誤。 PID向?qū)Ь幊探M態(tài)步驟: 1.在Micro/WIN SMART中的工具菜單中選擇PID向?qū)В?/span>
調(diào)用PID子程序
在用戶程序中調(diào)用PID子程序時,可在指令樹的程序塊中用鼠標雙擊由向?qū)傻腜ID子程序,在局部變量表中,可以看到有關(guān)形式參數(shù)的解釋和取值范圍。
1. 必須用SM0.0來使能 PIDx_CTRL 子程序,SM0.0 后不能串聯(lián)任何其他條件,而且也不能有越過它的跳轉(zhuǎn);如果在子程序中調(diào)用 PIDx_CTRL 子程序,則調(diào)用它的子程序也必須僅使用 SM0.0 調(diào)用,以保證它的正常運行
2. 此處輸入過程值(反饋)的模擬量輸入地址
3. 此處輸入設(shè)定值變量地址(VDxx),或者直接輸入設(shè)定值常數(shù),根據(jù)向?qū)е械脑O(shè)定0.0-100.0,此處應輸入一個0.0-100.0的實數(shù),例:若輸入20,即為過程值的20%,假設(shè)過程值A(chǔ)IW0是量程為0-200度的溫度值,則此處的設(shè)定值20代表40度(即200度的20%);如果在向?qū)е性O(shè)定給定范圍為0.0 - 200.0,則此處的20相當于20度
4. 此處用I0.0控制PID的手/自動方式,當I0.0為1時,為自動,經(jīng)過PID運算從AQW0輸出;當I0.0為0時,PID將停止計算,AQW0輸出為ManualOutput(VD4)中的設(shè)定值,此時不要另外編程或直接給AQW0賦值。若在向?qū)е袥]有選擇PID手動功能,則此項不會出現(xiàn)
5. 定義PID手動狀態(tài)下的輸出,從AQW0輸出一個滿值范圍內(nèi)對應此值的輸出量。此處可輸入手動設(shè)定值的變量地址(VDxx),或直接輸入數(shù)。數(shù)值范圍為0.0-1.0之間的一個實數(shù),代表輸出范圍的百分比。例:如輸入0.5,則設(shè)定為輸出的50%。若在向?qū)е袥]有選擇PID手動功能,則此項不會出現(xiàn)
6. 此處鍵入控制量的輸出地址
7. 當高報警條件滿足時,相應的輸出置位為1,若在向?qū)е袥]有使能高報警功能,則此項將不會出現(xiàn)
8. 當?shù)蛨缶瘲l件滿足時,相應的輸出置位為1,若在向?qū)е袥]有使能低報警功能,則此項將不會出現(xiàn)
9. 當模塊出錯時,相應的輸出置位為1,若在向?qū)е袥]有使能模塊錯誤報警功能,則此項將不會出現(xiàn)
調(diào)用PID子程序時,不用考慮中斷程序。子程序會自動初始化相關(guān)的定時中斷處理事項,然后中斷程序會自動執(zhí)行。
11.實際運行并調(diào)試PID參數(shù) 沒有一個PID項目的參數(shù)不需要修改而能直接運行,因此需要在實際運行時調(diào)試PID參數(shù)。 查看數(shù)據(jù)塊以及符號表相應的PID符號標簽的內(nèi)容,可以找到包括PID核心指令所用的控制回路表,包括比例系數(shù)、積分時間等等。將此表的地址復制到狀態(tài)表中,可以在監(jiān)控模式下在線修改PID參數(shù),而不必停機再次做配置。 參數(shù)調(diào)試合適后,用戶可以在數(shù)據(jù)塊中寫入,也可以再做一次向?qū)В蛘呔幊滔蛳鄳臄?shù)據(jù)區(qū)傳送參數(shù)。 3 PID組態(tài)設(shè)置中常問問題 做完P(guān)ID向?qū)Ш?,如何知道向?qū)е性O(shè)定值,過程值及PID等參數(shù)所用的地址? 做完P(guān)ID向?qū)Ш罂稍诜柋碇?,查看PID向?qū)傻姆柋?上例中為PID0_SYM),可看到各參數(shù)所用的詳細地址,及數(shù)值范圍。 在數(shù)據(jù)塊中,查看PID指令回路表的相關(guān)參數(shù)。如圖所示: 1. 做完P(guān)ID向?qū)Ш?,如何在調(diào)試中修改PID參數(shù)? 答:可以在狀態(tài)表中,輸入相應的參數(shù)地址,然后在線寫入用戶需要的PID參數(shù)數(shù)值,這樣用戶就可根據(jù)工藝需要隨時對PID參數(shù)、設(shè)定值等進行調(diào)整。 2.PID已經(jīng)調(diào)整合適,如何正式確定參數(shù)? 答:可以在數(shù)據(jù)塊中直接寫入?yún)?shù)。 3.做完P(guān)ID向?qū)Ш螅芊癫榭碢ID生成的子程序,中斷程序? 答:PID向?qū)傻淖映绦?,中斷程序用戶是無法看到的,也不能對其進行修改。沒有密碼能夠打開這些子程序,一般的應用也沒有必要打開查看。 4.PID參數(shù)有經(jīng)驗值嗎? 答:每一個項目的PID 參數(shù)都不一樣,沒有經(jīng)驗參數(shù),只能現(xiàn)場調(diào)試獲得。 5.我的PID向?qū)傻某绦驗楹尾粓?zhí)行? 答:必須保證用SM0.0無條件調(diào)用PID0_CTRL程序 在程序的其它部分不要再使用SMB34定時中斷,也不要對SMB34賦值 6.如何實現(xiàn)PID反作用調(diào)節(jié)? 答:在有些控制中需要PID反作用調(diào)節(jié)。例如:在夏天控制空調(diào)制冷時,若反饋溫度(過程值)低于設(shè)定溫度,需要關(guān)閥,減小輸出控制(減少冷水流量等),這就是PID反作用調(diào)節(jié)(在PID正作用中若過程值小于設(shè)定值,則需要增大輸出控制)。若想實現(xiàn)PID反作用調(diào)節(jié),需要把PID回路的增益設(shè)為負數(shù)。對于增益為0的積分或微分控制來說,如果指定積分時間、微分時間為負值,則是反作用回路。 7.如何根據(jù)工藝要求有選擇地投入PID功能? 答:可使用'手動/自動'切換的功能。PID向?qū)傻腜ID功能塊只能使用SM0.0的條件調(diào)用。