smart 200 pid如何调节 s7-1200组态教程



smart 200 pid如何调节 s7-1200组态教程

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在我们实际工作经常会用到PID控制系统,比如控制恒压供水设备,恒温加热设备等 。这些设备使用PLC进行控制时,不仅仅需要编程,还需要设置相关参数(或者说组态) 。只有正确设置了相关参数之后,程序编写的才有意义 。


那么今天我们以西门子1200PLC为例,给大家讲讲如何组态PID功能 。在组态之前,要先判断如何选择PID指令,因为根据不同的应用场景选择的PID指令不同,指令选择的不同的话,组态也有一些区别 。


①PID指令选择:


S7-1200 PID 功能有三条指令可供选择, 分别为 PID_Compact,PID_3Step,PID_Temp,如图1所示:
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▲图1 | PID指令图▲


第一步:先判断是否使用三位执行机构,如果使用则选择PID_3Step指令 。这里解释一下三位执行机构的特点:
1、只接受开启/关闭两个数字量输出控制;
2、具有开到位/关到位的限位开关输入信号,或具有模拟量反馈位置信号 。


比如现场的一些电动阀门,PLC控制电动阀门的正转或者反转从而控制流量、压力等 。PID_3Step指令(如图2)控制两个开关量的输出,比如一个为1,一个为0,电动机可能是正转 。一个0,另外为1,电动机可能是反转 。
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▲图2 | PID_3Step指令▲


第二步:如果未使用三位执行机构,判断是不是多回路、串级控制,如果是,则跳转到第3步判断;如果不是,则跳转到第4步 。


第三步:判断是不是需要加热/制冷双输出(比如在空调系统中) 。如果需要,则调用PID_Temp指令,如图3所示 。


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▲图3 | PID_Temp指令▲


第四步:判断是不是需要温度控制常用的附加功能(如控制带、死区等),如果不需要,则调用PID_Compact,如图4所示 。


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▲图4 | PID_Compact指令▲




这边解释一下“控制带”及“死区”这两个概念 。


控制带:
在温度控制具有明显的大滞后特性,当过程值偏离设定值较大时调节过程过于缓慢,而接近设定值时又容易出现较大超调 。


存在上述两种问题,温度控制必须满足在偏差超过一定的范围时,输出最大或者最小的调节量,让温度值快速回到一个小的范围中,以缩短调节时间:在设定值附近时,越靠近设定值,调节量应越小,以防止超调 。为此,控制带功能在当过程值大于设定值,且偏差绝对值超过控制带,则以输出下限作为输出值 。当过程值小于设定值,且偏差绝对值超过控制带,则以输出上限作为输出值 。如果偏差的绝对值小于控制带,则以实际PID的计算结果作为输出 。


死区:
在控制系统中,执行机构如果动作频繁,会导致小幅震荡造成机械磨损,很多控制系统允许被控量在一定范围内存在误差,该误差称为PID的死区 。


当过程值满足如下公式时,SP –"死区宽度"<PV <SP +"死区宽度"时,PID停止调节保持输出不变 。如下图所示




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