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第8章-PLC模擬量與PID控制第一頁(yè),共43頁(yè)。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解各種模擬量輸入輸出模塊。掌握模擬量的輸入及輸出,能使用模擬量輸入輸出模塊組成PLC模擬量控制系統(tǒng),并能根據(jù)工藝要求設(shè)置模塊參數(shù),編寫(xiě)控制程序。掌握PID調(diào)節(jié)指令的格式及功能,會(huì)編寫(xiě)PID參數(shù)表初始化程序。第二頁(yè),共43頁(yè)。7.1
PLC模擬量控制及應(yīng)用與S7—22XCPU配套的A/D、D/A模塊有EM231(4路12位模擬量輸入)、EM232(2路12位模擬量輸出)、EM235(4路12位模擬量輸入/1路12位模擬量輸出)。第三頁(yè),共43頁(yè)。第四頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用1.模擬量輸入(1)模擬量輸入(AI)尋址通過(guò)A/D模塊,S7—200CPU可以將外部的模擬量(電流或電壓)轉(zhuǎn)換成一個(gè)字長(zhǎng)(16位)的數(shù)字量??梢杂脜^(qū)域標(biāo)識(shí)符(AI)、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(W)和模擬通道的其始地址來(lái)讀取這些量,其格式為:AIW[起始字節(jié)地址]因?yàn)槟M輸入量為一個(gè)字長(zhǎng),且從偶數(shù)字節(jié)開(kāi)始存放,所以必須從偶數(shù)字節(jié)地址讀取這些值,如AIW0、AIW2、AIW4等,模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。第五頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用1.模擬量輸入(2)模擬量輸入的配置使用EM231和EM235輸入模擬量時(shí),首先要進(jìn)行模塊的配置和校準(zhǔn)。通過(guò)調(diào)整模塊中的DIP開(kāi)關(guān),可以設(shè)定輸入模擬量的種類(lèi)(電流、電壓)以及模擬量的輸入范圍、極性,如圖7-1、7-2所示。第六頁(yè),共43頁(yè)。第七頁(yè),共43頁(yè)。第八頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用1.模擬量輸入(2)模擬量輸入的配置 電流發(fā)送器電壓發(fā)送器未用端子配置開(kāi)關(guān)增益沒(méi)有使用24VDC電源和公共端圖7-1EM231模擬量輸入模塊端子及DIP開(kāi)關(guān)示意圖固定端子塊增益DIP設(shè)定開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)第九頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用1.模擬量輸入(2)模擬量輸入的配置 電流發(fā)送器電壓發(fā)送器未用端子配置開(kāi)關(guān)增益沒(méi)有使用24VDC電源和公共端圖7-1EM231模擬量輸入模塊端子及DIP開(kāi)關(guān)示意圖固定端子塊增益DIP設(shè)定開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)第十頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用1.模擬量輸入(2)模擬量輸入的配置 圖7-2EM235輸入輸出混合模塊端子、DIP設(shè)置開(kāi)關(guān)及校準(zhǔn)電位器示意圖電壓變送器空閑端子電流變送器電流負(fù)載電壓負(fù)載24VDC電源和公共端子固定端子塊增益DIP設(shè)定開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)偏置第十一頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用1.模擬量輸入(3)模擬量輸入校準(zhǔn)校準(zhǔn)調(diào)節(jié)影響所有的輸入通道。即使在校準(zhǔn)以后,如果模擬量多路轉(zhuǎn)換器之前的輸入電路的元件值發(fā)生變化,從不同通道讀入同一個(gè)輸入信號(hào),其信號(hào)值也會(huì)有微小的不同。校準(zhǔn)輸入的步驟如下:切斷模塊電源,用DIP開(kāi)關(guān)選擇需要的輸入范圍。接通CPU和模塊電源,使模塊穩(wěn)定15min。用一個(gè)變送器、一個(gè)電壓源或電流源,將零值信號(hào)加到模塊的一個(gè)輸入端。讀取該輸入通道在CPU中的測(cè)量值。調(diào)節(jié)模塊上的OFFSET(偏置)電位器,直到讀數(shù)為零,或所需要的數(shù)字值。將一個(gè)滿刻度模擬量信號(hào)接到某一個(gè)輸入端子,讀出A/D轉(zhuǎn)換后的值。調(diào)節(jié)模塊上的GAIN(增益)電位器,直到讀數(shù)為32000,或所需要的數(shù)字值。必要時(shí)重復(fù)上述校準(zhǔn)偏置和增益的過(guò)程。第十二頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用1.模擬量輸入(4)輸入模擬量的讀取每個(gè)模擬量占用一個(gè)字長(zhǎng)(16位),其中數(shù)據(jù)占12位,依據(jù)輸入模擬量的極性,其數(shù)據(jù)字格式有所不同,其格式如圖7-3所示。模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的12位讀數(shù)是左對(duì)齊的,對(duì)單極性格式,最高位為符號(hào)位,最低3位是測(cè)量精度位,即A/D轉(zhuǎn)換是以8為單位進(jìn)行的;對(duì)雙極性格式,最低4位為轉(zhuǎn)換精度位,即A/D轉(zhuǎn)換是以16為單位進(jìn)行的。在讀取模擬量時(shí),利用數(shù)據(jù)傳送指令MOV_W可以從指定的模擬量輸入通道將其讀取到內(nèi)存中,然后根據(jù)其極性,利用移位指令或整數(shù)除法指令將其規(guī)格化,以便于處理其數(shù)據(jù)值部分。第十三頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用2.模擬量輸出(1)模擬量輸出(AQ)尋址通過(guò)D/A模塊,S7-200CPU把一個(gè)字長(zhǎng)(16位)的數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換成電流或電壓。可以用區(qū)域標(biāo)識(shí)符(AQ)、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(W)和模擬通道的起始地址來(lái)存儲(chǔ)這些量,其格式為:AQW[起始自節(jié)地址]因?yàn)槟M輸出量為一個(gè)字長(zhǎng),且從偶數(shù)字節(jié)開(kāi)始,所以必須從偶數(shù)字節(jié)地址存儲(chǔ)這些值,如AQW0、AQW2、AQW4等。模擬量輸出值是只寫(xiě)數(shù)據(jù),用戶不能讀取模擬量輸出值。第十四頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用2.模擬量輸出(2)模擬量的輸出模擬量的輸出范圍為10V~-10V或0~20mA(由接線方式?jīng)Q定),如圖7-4所示,對(duì)應(yīng)的數(shù)字量分別為-32000~+32000和0~+32000。第十五頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用2.模擬量輸出(2)模擬量的輸出b)EM232輸出回路框圖電壓-電流轉(zhuǎn)換器電壓輸出緩沖器數(shù)-模轉(zhuǎn)換器D/A電流輸出電壓輸出空閑電壓負(fù)載電流負(fù)載電壓負(fù)載電流負(fù)載空閑端子24VDC電源和公共端子a)EM232模塊接線端子圖圖7-4EM232模擬量輸出模塊外部接線圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第十六頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用2.模擬量輸出(2)模擬量的輸出每個(gè)模擬量占用一個(gè)字長(zhǎng)(16位),依據(jù)輸出模擬量的類(lèi)型,其數(shù)據(jù)字格式有所不同,其格式如圖7-5所示。模擬量數(shù)據(jù)輸出值是左對(duì)齊的,最高有效位是符號(hào)位,0表示正值。最低4位是四個(gè)連續(xù)的0,在轉(zhuǎn)換為模擬量輸出值時(shí),將自動(dòng)屏蔽,不會(huì)影響輸出信號(hào)值。在輸出模擬量時(shí),首先根據(jù)電流輸出方式或電壓輸出方式,利用移位指令或整數(shù)乘法指令對(duì)其數(shù)據(jù)值部分進(jìn)行處理,然后利用數(shù)據(jù)傳送指令MOV_W將其從指定的模擬量輸出通道輸出。第十七頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用3.模擬量數(shù)據(jù)的處理(1)模擬量輸入信號(hào)的整定通過(guò)模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)直接存儲(chǔ)在S7-200系列PLC的模擬量輸入存儲(chǔ)器AIW中,這種數(shù)字量與被轉(zhuǎn)換的過(guò)程之間有一定的函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系,但在數(shù)值上并不相等,必須經(jīng)過(guò)某種轉(zhuǎn)換才能使用,這種將模擬量輸入的數(shù)字信號(hào)在PLC內(nèi)部按一定函數(shù)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過(guò)程稱為模擬量輸入信號(hào)的整定。第十八頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用3.模擬量數(shù)據(jù)的處理模擬量輸入信號(hào)的整定通常需要考慮以下問(wèn)題:1)模擬量輸入值的數(shù)字量表示方法即模擬量輸入模塊輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)是多少?是否從數(shù)據(jù)字的第0位開(kāi)始?若不是,應(yīng)進(jìn)行移位操作使數(shù)據(jù)的最低位排列在數(shù)據(jù)字的第0位上,以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如EM231模擬量輸入模塊,在單極性信號(hào)輸入時(shí),其模擬量的數(shù)字值是從第3位開(kāi)始的,因此數(shù)據(jù)整定的任務(wù)是把該數(shù)據(jù)字右移3位。2)模擬量輸入值的數(shù)字量表示范圍該范圍一方面由模擬量輸入模塊的轉(zhuǎn)換精度位數(shù)決定,另一方面也可以由系統(tǒng) 外部的某些條件使輸入量的范圍限定在某一數(shù)值區(qū)域,使輸入量的范圍小于模塊可能表示的范圍。3)系統(tǒng)偏移量的消除系統(tǒng)偏移量是指在無(wú)模擬量信號(hào)輸入情況下由測(cè)量元件的測(cè)量誤差及模擬量輸入模塊的轉(zhuǎn)換死區(qū)所引起的具有一定數(shù)值的轉(zhuǎn)換結(jié)果。消除這一偏移量的方法是在硬件方面進(jìn)行必要的調(diào)整(如調(diào)整EM235中偏置電位器)或使用PLC的運(yùn)算指令去除其影響。4)過(guò)程量的最大變化范圍過(guò)程量的最大變化范圍與轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量最大變化范圍應(yīng)有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,這樣就可以使轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量精確地反應(yīng)過(guò)程量的變化。如用0~0FH反映0~10V的電壓與0~FFH反映0~10V的電壓相比較,后者的靈敏度或精確度顯然要比前者高得多。第十九頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用3.模擬量數(shù)據(jù)的處理(1)模擬量輸出信號(hào)的整定模擬量輸出信號(hào)的整定就是要將PLC的運(yùn)算結(jié)果按照一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為模擬量輸出寄存器中的數(shù)字值,以備模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)需要的輸出電壓或電流。已知某溫度控制系統(tǒng)由PLC控制其溫度的升降。當(dāng)PLC的模擬量輸出模塊輸出10V電壓時(shí),要求系統(tǒng)溫度達(dá)到5000C,現(xiàn)PLC運(yùn)算結(jié)果為2300C,則應(yīng)向模擬量輸出存儲(chǔ)器AQWX寫(xiě)入的數(shù)字量為多少?這就是一個(gè)模擬量輸出信號(hào)的整定問(wèn)題。第二十頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用2.模擬量輸入/輸出舉例例1從模擬量輸入通道AIW2讀取0~10V的模擬量,并將其存入VW100中。程序如圖所示。EM231的DIP開(kāi)關(guān)中SW1、SW2、SW3分別設(shè)置為ON、OFF、ON,設(shè)定的量程為單極性0~10V,輸入數(shù)據(jù)范圍為0~32000,其數(shù)據(jù)格式參見(jiàn)前文所述。利用實(shí)驗(yàn)板上的電位器可以輸入0~10V電壓,可以用“圖狀態(tài)”方式觀察VW100中數(shù)據(jù)的變化。第二十一頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)一:PLC模擬量控制及應(yīng)用4.模擬量輸入/輸出舉例例2從模擬量輸出通道AQWO輸出10V電壓,EM232的輸出電壓范圍是-10V~10V,其數(shù)據(jù)范圍為-32000~32000,相應(yīng)的數(shù)據(jù)值-2000~2000。程序如圖所示第二十二頁(yè),共43頁(yè)。7.2:PID控制及應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中,常需要用閉環(huán)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量控制。無(wú)論使用模擬控制器的模擬控制系統(tǒng),還是使用計(jì)算機(jī)(包括PLC)的數(shù)字控制系統(tǒng),PID控制都得到了廣泛的應(yīng)用。過(guò)程控制系統(tǒng)在對(duì)模擬量進(jìn)行采樣的基礎(chǔ)上,一般還要對(duì)采樣值進(jìn)行PID(比例+積分+微分)運(yùn)算,并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果,形成對(duì)模擬量的控制作用。這種作用的結(jié)構(gòu)如圖7-8所示圖7-8
PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖PID執(zhí)行器控制對(duì)象PID輸出Y過(guò)程變量
PV偏差e-給定量SPPV+—第二十三頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用PID運(yùn)算中的積分作用可以消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差,提高精度,加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的適應(yīng)能力;微分作用可以克服慣性滯后,提高抗干擾能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,可改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度;比例作用可對(duì)偏差作出及時(shí)響應(yīng)。因此,對(duì)于速度、位置等快過(guò)程及溫度、化工合成等慢過(guò)程,PID控制都具有良好的實(shí)際效果。若能將3種作用的強(qiáng)度作適當(dāng)?shù)呐浜?,可以使PID回路快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地運(yùn)行,從而獲得滿意的控制效果。PID的3種作用是相互獨(dú)立,互不影響的。改變一個(gè)參數(shù),僅影響一種調(diào)節(jié)作用,而不影響其他的調(diào)節(jié)作用。第二十四頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用S7-200CPU提供了8個(gè)回路的PID功能,用以實(shí)現(xiàn)需要按照PID控制規(guī)律進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制任務(wù),比如溫度、壓力和流量控制等。PID功能一般需要模擬量輸入,以反映被控制的物理量的實(shí)際數(shù)值,稱為反饋;而用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值,即為給定。PID運(yùn)算的任務(wù)就是根據(jù)反饋與給定的相對(duì)差值,按照PID運(yùn)算規(guī)律計(jì)算出結(jié)果,輸出到固態(tài)開(kāi)關(guān)元件(控制加熱棒)或者變頻器(驅(qū)動(dòng)水泵)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)到自動(dòng)維持被控制的量跟隨給定變化的目的。S7-200中PID功能的核心是PID指令。PID指令需要為其指定一個(gè)以V為變量存儲(chǔ)區(qū)地址開(kāi)始的PID回路表,以及PID回路號(hào)。PID回路表提供了給定和反饋,以及PID參數(shù)等數(shù)據(jù)入口,PID運(yùn)算的結(jié)果也在回路表輸出。第二十五頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用S7-200CPU提供了8個(gè)回路的PID功能,用以實(shí)現(xiàn)需要按照PID控制規(guī)律進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制任務(wù),比如溫度、壓力和流量控制等。PID功能一般需要模擬量輸入,以反映被控制的物理量的實(shí)際數(shù)值,稱為反饋;而用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值,即為給定。PID運(yùn)算的任務(wù)就是根據(jù)反饋與給定的相對(duì)差值,按照PID運(yùn)算規(guī)律計(jì)算出結(jié)果,輸出到固態(tài)開(kāi)關(guān)元件(控制加熱棒)或者變頻器(驅(qū)動(dòng)水泵)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)到自動(dòng)維持被控制的量跟隨給定變化的目的。S7-200中PID功能的核心是PID指令。PID指令需要為其指定一個(gè)以V為變量存儲(chǔ)區(qū)地址開(kāi)始的PID回路表,以及PID回路號(hào)。PID回路表提供了給定和反饋,以及PID參數(shù)等數(shù)據(jù)入口,PID運(yùn)算的結(jié)果也在回路表輸出。第二十六頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用1.PID控制器的優(yōu)點(diǎn)(1)不需要被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型自動(dòng)控制理論中的分析和設(shè)計(jì)方法主要是建立在被控對(duì)象的線性定常數(shù)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上的。這種模型忽略了實(shí)際系統(tǒng)中的非線性和時(shí)變性,與實(shí)際系統(tǒng)有較大的差距。對(duì)于許多工業(yè)控制對(duì)象,根本就無(wú)法建立較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型,因此自動(dòng)控制理論中的設(shè)計(jì)方法很難用于大多數(shù)控制系統(tǒng)。對(duì)于這一類(lèi)系統(tǒng),使用PID控制可以得到比較滿意的效果。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn)PID控制器的結(jié)構(gòu)典型,程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,計(jì)算工作量較小,各參數(shù)有明確的物理意義,參數(shù)調(diào)整方便,容易實(shí)現(xiàn)多回路控制、串級(jí)控制等復(fù)雜的控制。第二十七頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用1.PID控制器的優(yōu)點(diǎn)(3)有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性根據(jù)被控對(duì)象的具體情況,可以采用PID控制器的多種變種和改進(jìn)的控制方式,例如PI、PD、被控量微分PID、積分分離PID等,但比例控制一般是不可少的。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展,PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等現(xiàn)代控制方法結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)PID控制器的參數(shù)自整定,使PID控制器具有經(jīng)久不衰的生命力。(4)使用方便現(xiàn)在已有很多PLC廠家提供具有PID控制功能的產(chǎn)品,如PID控制模塊、PID控制系統(tǒng)功能塊等,它們使用簡(jiǎn)單方便,只需要設(shè)置一些參數(shù)即可。STEP7-Micro/MIN的PID指令向?qū)筆ID指令的應(yīng)用更加簡(jiǎn)單方便。第二十八頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用2.PID調(diào)節(jié)指令格式及功能說(shuō)明:1)LOOP為PID調(diào)節(jié)回路號(hào),可在0-7范圍選取。為保證控制系統(tǒng)的每一條控制回路都能正常得到調(diào)節(jié),必須為調(diào)節(jié)回路號(hào)LOOP賦不同的值,否則系統(tǒng)將不能正常工作。2)TBL為與LOOP相對(duì)應(yīng)的PID參數(shù)表的起始地址,它由36個(gè)字節(jié)組成,存儲(chǔ)著9個(gè)參數(shù)。其格式及含義如表7-8所示。3)CPU212和CPU214無(wú)此指令。第二十九頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用3.PID回路表的格式及初始化(1)PID回路表PLC在執(zhí)行PID調(diào)節(jié)指令時(shí),須對(duì)算法中的9個(gè)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,為此S7-200的PID指令使用一個(gè)存儲(chǔ)回路參數(shù)的回路表,PID回路表的格式及含義如表7-2所示。第三十頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用3.PID回路表的格式及初始化(1)PID回路表說(shuō)明:1)PLC可同時(shí)對(duì)多個(gè)生產(chǎn)過(guò)程(回路)實(shí)行閉環(huán)控制。由于每個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的具體情況不同,其PID算法的參數(shù)亦不同。因此,需建立每個(gè)控制過(guò)程的參數(shù)表,用于存放控制算法的參數(shù)和過(guò)程中的其它數(shù)據(jù)。當(dāng)需要作PID運(yùn)算時(shí),從參數(shù)表中把過(guò)程數(shù)據(jù)送至PID工作臺(tái),待運(yùn)算完畢后,將有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果再送至參數(shù)表。2)表中反饋量PVn和給定值SPn為PID算法的輸入,只可由PID指令來(lái)讀取而不可更改;通常反饋量來(lái)自模擬量輸入模塊,給定量來(lái)自人機(jī)對(duì)話設(shè)備,如TD200、觸摸屏、組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)等。3)表中回路輸出值Yn由PID指令計(jì)算得出,僅當(dāng)PID指令完全執(zhí)行完畢才予以更新。該值還需用戶按工程量標(biāo)定通過(guò)編程轉(zhuǎn)換為16位數(shù)字值,送往PLC的模擬量輸出寄存器AQWx。4)表中增益(KC)、采樣時(shí)間(T)、積分時(shí)間(TI)和微分時(shí)間(TD)是由用戶事先寫(xiě)入的值,通常也可通過(guò)人機(jī)對(duì)話設(shè)備,如TD200、觸摸屏、組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)輸入。5)表中積分和YX由PID算法來(lái)更新,且此更新值用作下一次PID運(yùn)算的輸入值。第三十一頁(yè),共43頁(yè)。第三十二頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用3.PID回路表的格式及初始化(2)PID回路表初始化為執(zhí)行PID指令,要對(duì)PID回路表進(jìn)行初始化處理,即將PID回路表中有關(guān)的參數(shù)(給定值SPn、增益KC、采樣時(shí)間TS、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD),按照地址偏移量寫(xiě)入到變量寄存器V中。一般是調(diào)用一個(gè)子程序,在子程序中,對(duì)PID回路表進(jìn)行初始化處理。在采用人機(jī)界面的系統(tǒng)中,初始化參數(shù)通過(guò)人機(jī)界面直接輸入。第三十三頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用
4.PID向?qū)У膽?yīng)用STEP7-Micro/WIN提供了PIDWizard(PID指令向?qū)?,可以幫助用戶方便地生成一個(gè)閉環(huán)控制過(guò)程的PID算法。用戶只要在向?qū)У闹笇?dǎo)下填寫(xiě)相應(yīng)的參數(shù),就可以方便快捷的完成PID運(yùn)算的自動(dòng)編程。用戶只要在應(yīng)用程序中調(diào)用PID向?qū)傻淖映绦?,就可以完成PID控制任務(wù)。向?qū)ё疃嘣试S配置8個(gè)PID回路。PID向?qū)Ъ瓤梢陨赡M量輸出的PID控制算法,也支持開(kāi)關(guān)量輸出;既支持連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié),也支持手動(dòng)參與控制,并能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾切換。除此之外,它還支持PID反作用調(diào)節(jié)。PID功能塊只接受0.0~1.0之間的實(shí)數(shù)作為反饋、給定與控制輸出的有效數(shù)值,如果是直接使用PID功能塊編程,必須保證數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之內(nèi),否則會(huì)出錯(cuò)。其他如增益、采樣時(shí)間、積分時(shí)間和微分時(shí)間都是實(shí)數(shù)。但PID向?qū)б呀?jīng)把外圍實(shí)際的物理量與PID功能塊需要的輸入輸出數(shù)據(jù)之間進(jìn)行了轉(zhuǎn)換,不再需要用戶自己編程進(jìn)行輸入/輸出的轉(zhuǎn)換與標(biāo)準(zhǔn)化處理。第三十四頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用
4.PID向?qū)У膽?yīng)用點(diǎn)擊編程軟件指令樹(shù)中的“\向?qū)PID”圖標(biāo),或執(zhí)行菜單命令“工具”→“指令向?qū)А?,在出現(xiàn)的對(duì)話框中,設(shè)置PID回路的編號(hào)、設(shè)定值的范圍、增益、采樣周期、積分時(shí)間、微分時(shí)間、輸入/輸出量是單極性還是雙極性,以及它們的變化范圍。還可以設(shè)置是否使用報(bào)警功能,以及占用的V存儲(chǔ)區(qū)地址。完成了向?qū)У脑O(shè)置工作后,將會(huì)自動(dòng)生成子程序PIDx_INIT(x=0~7)和中斷程序PID_EXE。完成了向?qū)渲煤螅瑫?huì)自動(dòng)生成一個(gè)PID向?qū)Х?hào)表,在這個(gè)符號(hào)表中可以找到P(比例)、I(積分)、D(微分)等參數(shù)的地址。利用這些參數(shù)地址用戶可以方便地在Micro/WIN中使用程序、狀態(tài)表或從HMI上修改PID參數(shù)值進(jìn)行編程調(diào)試。S7-200CPU和Micro/WIN已經(jīng)有了PID自整定功能。用戶可以使用用戶程序或PID調(diào)節(jié)控制面板來(lái)啟動(dòng)自整定功能,使用這些整定值可以使控制系統(tǒng)得到最優(yōu)化的PID參數(shù),達(dá)到最佳的控制效果。若要使用PID自整定功能,必須用PID向?qū)瓿删幊倘蝿?wù)。第三十五頁(yè),共43頁(yè)。任務(wù)二:PID控制及應(yīng)用5.應(yīng)用實(shí)例例1有一個(gè)通過(guò)變頻器驅(qū)
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