S7-1200 PID控制器

時間：2021-03-18作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：77

PID功能

PID功能用于對閉環(huán)過程進行控制。PID控制適用于溫度，壓力，流量等物理量，是工業(yè)現(xiàn)場中應(yīng)用較為廣泛的一種控制方式，其原理是，對被控對象設(shè)定一個給定值，然后將實際值測量出來，并與給定值比較，將其差值送入PID控制器，PID控制器按照一定的運算規(guī)律，計算出結(jié)果，即為輸出值，送到執(zhí)行器進行調(diào)節(jié)，其中的P,I,D指的是比例，積分，微分，是一種閉環(huán)控制算法。通過這些參數(shù)，可以使被控對象追隨給定值變化并使系統(tǒng)達到穩(wěn)定，自動消除各種干擾對控制過程的影響。

S7-1200 PID控制器

S7-1200 CPU提供了PID控制器回路數(shù)量受到CPU的工作內(nèi)存及支持DB塊數(shù)量限制。嚴格上說并沒有限制具體數(shù)量，但實際應(yīng)用推薦客戶不要**過16路PID回路?？赏瑫r進行回路控制，用戶可手動調(diào)試參數(shù)，也可使用自整定功能，提供了兩種自整定方式由PID控制器自動調(diào)試參數(shù)。另外STEP7 Basic還提供了調(diào)試面板，用戶可以直觀的了解控制器及被控對象的狀態(tài)。

PID控制器結(jié)構(gòu)

PID控制器功能主要依靠三部分實現(xiàn)，循環(huán)中斷塊，PID指令塊，工藝對象背景數(shù)據(jù)塊。用戶在調(diào)用PID指令塊時需要定義其背景數(shù)據(jù)塊，而此背景數(shù)據(jù)塊需要在工藝對象中添加，稱為工藝對象背景數(shù)據(jù)塊。PID指令塊與其相對應(yīng)的的工藝對象背景數(shù)據(jù)塊組合使用，形成完整的PID控制器。PID控制器結(jié)構(gòu)如圖1。



圖1 PID控制器結(jié)構(gòu)

循環(huán)中斷塊可按一定周期產(chǎn)生中斷，執(zhí)行其中的程序。PID指令塊定義了控制器的控制算法，隨著循環(huán)中斷塊產(chǎn)生中斷而周期性執(zhí)行，其背景數(shù)據(jù)塊用于定義輸入輸出參數(shù)，調(diào)試參數(shù)以及監(jiān)控參數(shù)。此背景數(shù)據(jù)塊并非普通數(shù)據(jù)塊，需要在目錄樹視圖的工藝對象中才能找到并定義。

S7-1200 PID_Compact 的版本說明

自軟件 TIA Protal V13 起，固件為 4.0 或較高版本的 S7-1200，可以使用 PID_Compact V2.2 指令。

S7-1200 在 V4.0 以上，TIA V13 SP1 以上，使用 S7-PLCSIM V13 SP1 可以仿真 PLC 程序，但不支持工藝功能（高速計數(shù)器、運動控制、PID 調(diào)節(jié)）的仿真。

PID_Compact 的版本與 CPU 和 FW 的兼容性

下表顯示了 PID_Compact 的每個版本可用于哪種 CPU：

CPU	FW	PID_Compact
S7-1200	≥ V4.x	V2.2 V1.2
S7-1200	≥ V3.x	V1.2 V1.1
S7-1200	≥ V2.x	V1.2 V1.1
S7-1200	≥ V1.x	V1.0

PID_Compact V2.x 的 CPU 處理時間和存儲器要求

PID_Compact V2.0 工藝對象典型 CPU 處理時間（取決于 CPU 類型）：

CPU	典型 CPU 處理時間 (PID_Compact V2.x)
CPU 1211C ≥ V4.0	300 μs
CPU 1215C ≥ V4.0	300 μs
CPU 1217C ≥ V4.0	300 μs

PID_Compact V2.0 工藝對象背景數(shù)據(jù)塊的存儲器要求：

分類	PID_Compact V2.x 背景數(shù)據(jù)塊的存儲器要求
裝載存儲器要求	約 12000 個字節(jié)
總工作存儲器要求	788 個字節(jié)
保持性工作存儲器要求	44 個字節(jié)

PID_Compact 不同版本的特性

在 TIA Protal 軟件中使用 PID 功能，有兩種方式選擇 PID 的指令版本。
方式一、通過在工藝對象中添加新對象，在彈出的“新增對象”對話框中，左側(cè)豎列選擇 “PID” 后，看對話框中間部分對于 “Compact PID” 版本的選擇，如圖 2 和圖 3 所示：

圖2、工藝對象-添加新對象


圖3、選擇 Compact PID 指令文件夾版本

方式二、當(dāng)程序處于編程界面時，右側(cè)指令欄中在工藝 > PID 控制 > Compact PID 指令 > 版本選擇，如圖4 和圖 5所示：

圖4、指令欄 > 工藝 > Compact PID


圖5、Compact PID 不同版本選擇

Compact PID文件夾 V5.0 和 V4.0 的區(qū)別是 PID_Temp 指令，其中 PID_Compact 指令均為 V2.2. 編寫 PID 功能時，可以使用上述方法進行 PID 指令的版本選擇。
在硬件版本一定的情況下，建議使用對應(yīng)固件中較新版本的指令。PID Compact 指令不同版本所對應(yīng)新特性，如下表所示：

PID_Compact 版本	不同版本指令的新特性
V2.2	全面改進對錯誤的響應(yīng) Error 指示是否存在錯誤處于未決狀態(tài)。如果 Error=TRUE，則此周期內(nèi)至少有一條錯誤消息處于未決狀態(tài)。ErrorBits 顯示發(fā)生的具體錯誤。 使用 ErrorAck 在不重啟控制器或清除積分作用的情況下確認錯誤和警告。切換工作模式不會清除處于非未決狀態(tài)的錯誤。 使用 Reset 可以重啟控制器、清除積分作用，同時清除處于非未決狀態(tài)的錯誤。 組態(tài)界面增加對錯誤響應(yīng)的設(shè)置 可使用 SetSubstituteOutput 和 ActivateRecoverMode 來組態(tài)對錯誤的響應(yīng)。 使用 Mode 和 ModeActivate 來切換工作模式 將 PID_Compact 作為多重背景數(shù)據(jù)塊進行調(diào)用 啟動特性 根據(jù)工作模式設(shè)置 ENO 如果 State=0，則 ENO=FALSE;如果 State≠0，則 ENO=TRUE。 可修改調(diào)節(jié)期間允許的設(shè)定值拐點（CancelTuningLevel） 輸出值限值的范圍（下限可小于 0.0） 增加積分的預(yù)分配作用 從“未激活”切換到“自動模式”時，可使用變量 IntegralResetMode 和 OverwriteInitialOutputValue 確定積分作用的預(yù)分配。 在 Disturbance 參數(shù)中啟用擾動變量 PID 參數(shù)的默認值(更改權(quán)重系數(shù)) 重命名某些變量名稱
V1.2	CPU 啟動時的手動模式 如果 CPU 啟動時 ManualEnable = TRUE，則 PID_Compact 以手動模式啟動。 并非一定需要 ManualEnable 出現(xiàn)上升沿。 預(yù)調(diào)節(jié) 如果在預(yù)調(diào)節(jié)期間關(guān)閉 CPU，當(dāng)重新開啟 CPU 時預(yù)調(diào)節(jié)會再次啟動。
V1.1	CPU 啟動時的手動模式 CPU 啟動時，僅在 ManualEnable 出現(xiàn)上升沿時，PID_Compact 才切換到手動模式。 沒有上升沿時，PID_Compact 在 ManualEnable 為 FALSE 的上一個工作模式下啟動。 對 Reset 的響應(yīng) Reset 上升沿時會復(fù)位錯誤和警告并清除積分作用，Reset 下降沿會觸發(fā)切換到較近激活的工作模式。 過程值的默認上限（更改為 120.0）


上海騰希電氣技術(shù)有限公司專注于西門子PLC,V90伺服,V20變頻器等, 歡迎致電 13681875601

• 詞條

  詞條說明

• 導(dǎo)出文件的 XML 模式

  導(dǎo)出文件的 XML 模式導(dǎo)出文件的 XML 模式根據(jù)以下模式，組織模塊標簽條的 XML 文件：

  “STOP”操作模式

  “STOP”操作模式功能在“STOP”模式下，不執(zhí)行用戶程序。 根據(jù)參數(shù)設(shè)置，禁用或響應(yīng)所有輸出： 根據(jù)參數(shù)中的設(shè)置提供替換值或保持上一個值輸出并將受控過程置于安全狀態(tài)。CPU 檢查以下幾點：CPU 的默認設(shè)置是否適用，或者參數(shù)集是否存在是否滿足所編寫的啟動特性的一般條件

• 1200組態(tài)消息傳送

  組態(tài)消息傳送用戶自定義的通信可以使用您自己的機制來控制通信模塊與通過串行接口連接的外部設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信量。 為此，您需要自行定義通信協(xié)議。 在用戶自定義的通信中，支持使用 ASCII 協(xié)議和二進制協(xié)議進行消息傳送。在通信協(xié)議中，需要*用來在數(shù)據(jù)流中識別所傳送消息開始和結(jié)束的條件。只能在 RUN 模式下激活用戶自定義的通信。 如果切換到 STOP 模式，將停止用戶自定義的通信。*通信協(xié)議可按以下

• Web數(shù)組和結(jié)構(gòu)的規(guī)則

  數(shù)組和結(jié)構(gòu)的規(guī)則可以嵌套數(shù)組和結(jié)構(gòu)。規(guī)則AWP_Start_Array 和 AWP_End_Array 命令必須成對使用。 但不能重疊。允許的結(jié)構(gòu)：AWP_Start_ArrayAWP_Start_StructAWP_End_StructAWP_End_Array不允許的結(jié)構(gòu)（重疊）：AWP_Start_ArrayAWP_Start_StructAWP_End_ArrayAWP_End_Struc