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分分鐘學會S7

PID:在程序控制中按照回饋量與設定量偏差的比例(Proportion )、積分(Integration )、微分(Differentiation)運算實現閉環恒定控制的控制, 簡稱PID控制。

它由於用途廣泛、使用靈活, 已有系列化產品, 使用中只需設定三個參數(Kp, Ti和Td)即可。

在很多情況下, 並不一定需要全部三個單元, 可以取其中的一到兩個單元, 但比例控制單元是必不可少的。

首先, PID應用範圍廣。 雖然很多工業過程是非線性或時變的, 但通過對其簡化可以變成基本線性和動態特性不隨時間變化的系統, 這樣PID就可控制了。

其次, PID參數較易整定。 也就是, PID參數Kp, Ti和Td可以根據過程的動態特性及時整定。

如果過程的動態特性變化, 例如可能由負載的變化引起系統動態特性變化, PID參數就可以重新整定。

第三, PID控制器在實踐中也不斷的得到改進

PID在控制非線性、時變、耦合及參數和結構不確定的複雜過程時, 工作得不是太好。 最重要的是, 如果PID控制器不能控制複雜過程, 無論怎麼調參數都沒用。

雖然有這些缺點, 但簡單的PID控制器有時卻是最好的控制器。

S7-200SMART提供了八路PID回路, 可以通過PID指令編寫程式, 也可以利用軟體提供的PID嚮導進行組態生成PID副程式。

按兩下項目樹中“PID”如圖:

打開PID嚮導組態視窗。

勾選需要組態的回路, 點擊“下一個”, 彈出命名視窗。

對回路進行命名後, 點擊“下一個”, 打開PID參數設置視窗。

“增益”即為比例P, “採樣時間”為PID運算間隔時間,

“積分時間”為I, “微分時間”為D。 此處設置的值只是作為運行的初始值, 後面調試過程中可以進行修改。 設定好後點擊“下一個”打開輸入類型及標定視窗。

“類型”為輸入模擬量類型選擇。

單極:0-10v或0-5V

單極20%偏移量:4-20ma

雙極:+/-10v

溫度x10℃:熱電阻和熱電偶模組

標定:設定輸入感測器量程及對應轉換值,設置好點擊“下一個”打開輸出屬性視窗。

“類型”為輸出形式,可以是數位量也可以是類比量。

數字量:以脈寬調製輸出PWM形式輸出,“迴圈時間”為PWM的週期。

模擬量:輸出電壓或電流類比信號。設置好後點擊“下一個”打開報警視窗。

需要就勾選對應的報警,設置報警的比例值。“下一個”打開代碼及手動視窗。

需要就勾選“添加PID的手動控制”,“下一個”打開記憶體分配視窗。

點擊“生成”結束嚮導組態。

完成嚮導組態後,系統自動上次一個子程式,在專案樹中找到“調用子常式”將生成的副程式拖到程式設計區。

溫度手自動切換位元為ON時自動,為OFF時手動按指定比例固定輸出。可以工具>PID控制台,打開面板調試。SP為設定值曲線,PV為當前值曲線,OUT為輸出比例曲線。點擊“啟動”即可開始自整定,但是自整定時間較長,也可手動修改PID參數進行調試。勾選“啟用手動調節”在計算值一欄修改參數,再點擊“更新CPU”將參數寫入CPU。

也可以找到資料塊中PID參數位址進行修改調試,項目樹>資料塊>嚮導>按兩下打開嚮導資料塊。找到“回路增益P”,“積分時間I”和“微分時間D”通過狀態圖表或HMI修改也可以改變PID參數。

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標定:設定輸入感測器量程及對應轉換值,設置好點擊“下一個”打開輸出屬性視窗。

“類型”為輸出形式,可以是數位量也可以是類比量。

數字量:以脈寬調製輸出PWM形式輸出,“迴圈時間”為PWM的週期。

模擬量:輸出電壓或電流類比信號。設置好後點擊“下一個”打開報警視窗。

需要就勾選對應的報警,設置報警的比例值。“下一個”打開代碼及手動視窗。

需要就勾選“添加PID的手動控制”,“下一個”打開記憶體分配視窗。

點擊“生成”結束嚮導組態。

完成嚮導組態後,系統自動上次一個子程式,在專案樹中找到“調用子常式”將生成的副程式拖到程式設計區。

溫度手自動切換位元為ON時自動,為OFF時手動按指定比例固定輸出。可以工具>PID控制台,打開面板調試。SP為設定值曲線,PV為當前值曲線,OUT為輸出比例曲線。點擊“啟動”即可開始自整定,但是自整定時間較長,也可手動修改PID參數進行調試。勾選“啟用手動調節”在計算值一欄修改參數,再點擊“更新CPU”將參數寫入CPU。

也可以找到資料塊中PID參數位址進行修改調試,項目樹>資料塊>嚮導>按兩下打開嚮導資料塊。找到“回路增益P”,“積分時間I”和“微分時間D”通過狀態圖表或HMI修改也可以改變PID參數。

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