《SPID应用》PPT课件.ppt

1,S7-200 PID 应用控制,PID设置,PID编程,NEW!,2,PID应用控制示例实现过程,通过PID向导配置PID回路 PID相关指令及回路表 程序 PID控制面板 常见问题,3,实现过程通过PID向导配置PID回路,1 进入PID配置向导 2 选择要配置的PID回路 3 设置回路参数 4 设置回路的输入/输出选项 5 设置回路的报警选项 6 为配置分配存储区 7 指定子程序和中断程序 8 生成 PID 代码完成配置,步骤,4,配置PID回路步骤1：进入PID配置向导,选择“工具”中的“指令向导” 进入PID配置向导。,5,1. 选择要配置的PID回路。（注：s7-200PLC最多8组PID。） 2. 点击“下一步”按钮。,配置PID回路步骤2：选择要配置的PID回路,6,配置PID回路步骤3：设置回路参数,1. 设置给定值的范围，例如：设最小值为0.0最大值为100.0,即给定的温度范围是0100度(给定值的取值范围)。 2. 设置PID控制参数设定：均使用默认值（通过VDxx相应位置可以进行修改）。 3. 点击“下一步”按钮。,1,2,3,配置PID回路步骤4：设置回路的输入/输出选项,7,1.指定回路的过程变量（pv）使用单极性标定。 单极性，即输入的信号为正，如010V 或020mA 等 双极性，输入信号在从负到正的范围内变化。如输入信号为10V、5V 等时选用 选用20%偏移。如果输入为420mA 则选单极性及此项，4mA 是0 20mA 信号的20%，所以选20% 偏移，即4mA 对应6400，20mA 对应32000 2.反馈输入取值范围单极性032000。若为双极性，则对应-32000+32000。,2,1,1,2,PV标定选择单极性,PV单极性的取值范围(最大值32000),PV标定选择单极性，使用20%偏移量,使用20%偏移量的取值范围,配置PID回路步骤4：设置回路的输入/输出选项,8,1. 设置输出类型为模拟量输出，单极性。 2.取值范围：单极性取值为032000。若为双极性，则取值为-32000+32000。若为使用百分之20偏移量，则取值为640032000。 3.点击“下一步”按钮。,2,2,2,3,1,1,1,1,选择输出类型：模拟量。标定：单极性,模拟量单极性的取值范围,选择输出类型：模拟量。标定：双极性,模拟量双极性的取值范围,选择输出类型：数字量。占用比周期：1,选择输出类型：模拟量。标定：单极性。使用20%偏移量,单极性使用20%偏移量的取值范围,9,配置PID回路步骤5：设置回路的报警选项,向导提供了三个输出来反映过程值(PV)的低值报警、高值报警及过程值模拟量模块错误状态。当报警条件满足时，输出置位为1。这些功能在选中了相应的选择框之后起作用。（a/b：代表实际值（PV）的百分比%） a.使能低值报警并设定过程值(PV)报警的低值，此值为过程值的百分数，缺省值为0.10，即报警的低值为过程值的10。此值最低可设为0.01，即满量程的1% b.使能高值报警并设定过程值(PV)报警的高值，此值为过程值的百分数，缺省值为0.90，即报警的高值为过程值的90。此值最高可设为1.00，即满量程100% c. 使能过程值(PV)模拟量模块错误报警并设定模块于 CPU 连接时所处的模块位 置。“0”就是第一个扩展模块的位置 若不设置直接点击“下一步”按钮。,a,b,c,10,配置PID回路步骤6：为配置分配存储区,1. 选择一个未使用的V存储区来存放模块的配置信息，可以点击“建议地址”按钮，让系统来选定一个合适的存储区。这里PID回路存储区的首地址为VB400。（注：在添写VB的首地址后，需要点击“下一步”，不可以直接按回车，按回车为使用建议地址。） 2. 点击“下一步”按钮。,11,配置PID回路步骤7：指定子程序和中断程序,为向导子程序和中断程序命名。 若用到PID手动控制，可增加手动控制。 点击“下一步”按钮。,1,2,3,12,配置PID回路步骤8：生成 PID 代码完成配置,点击“完成”按钮生成PID代码完成配置。,13,实现过程PID相关指令及回路表,通过向导完成对PID回路的配置后回生成子程序“PIDx_INIT”。,相关指令,14,PID相关指令及回路表 PIDx_INIT指令,PIDx_INIT 指令根据在PID向导中设置的输入和输出执行 PID 功能。每次扫描均调用该指令。 PIDx_INIT 指令的输入和输出取决于在PID 向导中所作的选择。例如，如果选择“增加PID手动控制”功能则在指令中将显示Auto_Manual（自动/手动切换）和ManualOutput（手动模式下的输出值）输入，如果在 PID 向导的“回路报警选项”屏幕中选择“使能低限报警（PV）”，则在指令中将显示LowAlarm（低限报警）输出。,15,PID相关指令及回路表 PIDx_INIT指令,16,PID相关指令及回路表回路表,PID回路表,PID读取位置=V存储区地址起始位+偏移量,17,实现过程程序,使用STEP7-Micro/Win编写PID程序及功能介绍,a,g,f,e,d,c,b,h,i,18,PID模块功能介绍,在用户程序中调用PID 子程序时，可在指令树的Program Block（程序块）中用鼠标双击由向导生成的PID 子程序，在局部变量表中，可以看到有关形式参数的解释和取值范围。 a. 必须用 SM0.0 来使用PID，以保证它的正常运行 b. 此处填写实际值（PV）变量地址（VWxx）。 c. 此处填写设定值（SV）变量地址（VDxx）或者直接输入设定值常数，根据向导中的设定 “给定范围最小值=输入常数=给定范围最大值” （例：设定给定值范围为0100时。若输入20，即为过程值的20，假设过程值AIW0 是量程为0200 度的温度值，则此处的设定值20 代表40 度（即200 度的20）；如果在向导中设定给定范围为0.0 - 200.0，则此处的20相当于20 度） d. 此处例如用 I0.0 控制PID 的手/自动方式， 当I0.0 为1 时，为自动，经过PID 运算从VDXX输出,加上最低输出补偿值； 当I0.0 为0 时，PID 将停止计算，AQW0 输出为ManualOutput（VDxx）中的设定值，此时不要另外编程或直接给AQW0 赋值。若在向导中没有选择PID 手动功能，则此项不会出现 e. 定义 PID 手动状态下的输出，从AQW0 输出一个满值范围内对应此值的输出量。此处可输入手动设定值的变量地址（VDxx），或直接输入数。数值范围为0.0-1.0 之间的一个实数，代表输出范围的百分比。例：如输入0.5，则设定为输出的50。若在向导中没有选择PID 手动功能，则此项不会出现 f. 此处填写输出值（MV）变量地址（VWxx）。 g. 当高报警条件满足时，相应的输出置位为 1，若在向导中没有使能高报警功能，则此项将不会出现 h. 当低报警条件满足时，相应的输出置位为 1，若在向导中没有使能低报警功能，则此项将不会出现 i. 当模块出错时，相应的输出置位为 1，若在向导中没有使能模块错误报警功能，则此项将不会出现 调用PID 子程序时，不用考虑中断程序。子程序会自动初始化相关的定时中断处理事项，然后中断程序会自动执行。,PID调节面板,19,STEP 7-Micro/WIN V4.0 中提供了一个PID 调节控制面板，可以用图形方式监视PID回路的运行，另外从面板中还可以启动、停止自整定功能。,点击“工具”，选择PID调节面板。（注：在未连接PLC情况下，无法打开此项。）,PID调节面板功能介绍及使用,20,g,c,h,e,d,b,j,i,a,PID调节面板功能介绍及使用,21,a. 过程值指示 显示过程变量的值及其棒图 b. 当前的输出值指示 显示当前使用的设定值、采样时间、PID 参数值及显示当前的输出值和棒图 c. 可显示过程值、设定值及输出值的 PID 趋势图,a. 过程值指示 显示过程变量的值及其棒图 b. 当前的输出值指示 显示当前使用的设定值、采样时间、PID 参数值及显示当前的输出值和棒图 c. 可显示过程值、设定值及输出值的 PID 趋势图,D,A,C,B,PID调节面板功能介绍及使用,22,d. 调节参数 这里你可以： o 选择 PID 参数的显示：自动调节、手动调节 o 在手动调节模式下，可改变PID 参数，并按“更新 PLC” 按钮来更新PLC 中的 参数 o 启动 PID 自整定功能 o 选择“高级”按钮进入高级参数设定 e. 当前的 PID 回路号 这里你可以选择需要监视或自整定的PID 回路 f. 时间选项设定 这里你可以设定趋势图的时基，时基以分为单位 g. 图例颜色 这里你可以看到趋势图中不同的颜色代表不同的值的趋势 h. 帮助按钮 i. PID 信息显示窗口 j. 关闭 PID 调节面板 (注：要使用PID 调节控制面板，PID 编程必须使用PID 向导完成。）,常见问题,23,1、对于某个具体的PID 控制项目，是否可能事先得知比较合适的参数？有没有相关 的经验数据？ 虽然有理论上计算PID 参数的方法，但由于闭环调节的影响因素很多而不能全部在数 学上精确地描述，计算出的数值往往没有什么实际意义。因此，除了实际调试获得参 数外，没有什么可用的经验参数值存在。甚至对于两套看似一样的系统，都可能通过 实际调试得到完全不同的参数值。 2、PID 控制不稳定怎么办？如何调试PID？ 闭环系统的调试，首先应当做开环测试。所谓开环，就是在PID 调节器不投入工作的 时候，观察： 反馈通道的信号是否稳定 输出通道是否动作正常 可以试着给出一些比较保守的PID 参数，比如放大倍数（增益）不要太大，可以小于 1，积分时间不要太短，以免引起振荡。在这个基础上，可以直接投入运行观察反馈的 波形变化。给出一个阶跃给定，观察系统的响应是最好的方法。 如果反馈达到给定值之后，历经多次振荡才能稳定或者根本不稳定，应该考虑是否增 益过大、积分时间过短；如果反馈迟迟不能跟随给定，上升速度很慢，应该考虑是否 增益过小、积分时间过长 总之，PID 参数的调试是一个综合的、互相影响的过程，实际调试过程中的多次尝试 是非常重要的步骤，也是必须的。 S7-200 的新一代产品提供了自整定的PID 细调功能。 3、没有采用积分控制时，为何反馈达不到给定？ 这是必然的。因为积分控制的作用在于消除纯比例调节系统固有的“静差”。没有积 分控制的比例控制系统中，没有偏差就没有输出量，没有输出就不能维持反馈值与给 定值相等。所以永远不能做到没有偏差。,常见问题,24,4、如何实现PID 反作用调节？ 参见PID 向导中的常问问题。 5、S7-200 控制变频器，在变频器也有PID 控制功能时，应当使用谁的PID 功能？