S7-300PID调节与应用

1、S7-300 多回路过程控制及 PID 调节讲解本实训的知识点:过程控制中，D槽的液位高度是靠PID调节变频器的补水速度来实现恒定的，其实就是包压供水的意思完成本实训，涉及到哪些知识点呢？1、两台PLCS用MPI通信，则可选择全局数据通信；2、需要将液位转换成高度值；3、需要使用OB35OB100SFB4快；4、需要对三菱变频器进行设置；现在分述上述问题：1、全局数据（Globaldata,GD通信：全局数据通信使用CPU勺MPI接口，不需要增加通信硬件，对CP也没有特殊的要求，因此这是一种经济而有效的通信方式，但是只能传输少量的数据。在同一个MPI子网中允许最多15台S7-300/400和C

2、7之间周期性地交换少量数据。全局数据通信采用广播方式来传输数据，数据的接收没有确认信息，因此不能保证通信数据的完整性和准确性。不需要对全局数据通信进行编程。只需要在STEP7勺MPI网络中用全局数据表对全局数据通信组态。方法如下：法一：组态好MPI网络后，在项目处右击MPI进行全局变量设置；色仁件 9 视图 9IDs?翳静翳静I*电赠电赠1*1曰曰5gl与与 N N 注盘注盘| | |新滤器新滤器 二由二由1919争争印印QOQO IPI(1)01203 3GDGDLN1泌QQ|M4a04GDL2.2h16HD165anan_三_6个口UgT乂全局变量,右键定乂发范茎重埋二?7un法二、打开任

3、一CPU占点的硬件配置，点击组态网络，右击MPI进行全局变量定义;XE-2-06XE-2-06CPU314C-2DFSCPU314C-2DFSCHJB15-2DF|符号名对象名称富 CPU314c-2DFCPU314c-2DF 左国 CFCF 右一装型SIMATICSIMATIC300300 站点SIMATICSIMATIC300300 站点WFIWFI密全密全肩数据肩数据(GD)(GD)- -01(1)01(1)全局数据1)1)表编辑中插入 9F F1 1 直看 9 窗口 d)d)帮助 QI)QI)2、液位转换：既可用库（通过下载得到）程序，也可自己写程序;转换公式:3.PID控制程序的编制

4、和采样周期的选择，以及相关的OB块：可在FB或FCS调用系统功能块SFB41SFB43注：调用SFB41SFB43的FB或F3、须放在定时循环中断OB35(OB30OB38/被调用。OB35的循环中断时间即为PID控制器的采样周期TS。采样周期TS与CP姓能有关，需要根据运算速度和控制周期折衷选择。可以在CPU(性中设置。调用系统功能块必须指定背景数据块，例如：STLCALLSFBCONT_C1,DB背景数据块保存了功能块的输入/输出结果，可以在PLCE序中或WINC软件访问相应的数据,关于SFB4 解释如下：DB41“自动运动自动运动*PIDDATA即的即的1/FE41的输出参数的输出参数:

5、 :ENOFALSE.(3COJLKST)FALSEOJI_ON). .一一PVPER_OMP_SELI_SEL呼一INT_HOLD一一I_1TL_OMTRUED_SEO1092109253fs* *采样时采样时间间. . CYCLE)状态,D106D106:跟定液位 0MD10-EN越SP_IinjPUN)PV_PER-IMLMNLMMPER口则以REAL输出的调节值CH。 口/这里不用团LMN.FER以血。口输出给外设的蜩节值QLMILHL喻出1时说明输出已达上限值QLHILLL喻出1时说明输出已达下限值QLMN_HLQLNM_LLILO_FLJUr.iLW_DFVEKLMN_P输出的是调

6、节变量的比例分量。LL1输出的是i节变量的积分分量LMMJ）输出的是加节变量的激分分量.PV输出有效的过程变置ER（REAL）输出谀差量去本实训中本实训中, ,我的只用了通华拳数我的只用了通华拳数 1 1SFE41/FE打的部分量打的部分量2参数：参数：3OI_RST:完全重启完全重启 ;1时该块完全重启；这里二时该块完全重启；这里二OjID80ID80”比例系比例系数数”medmed亚 积 分 时 间“6 61D881D88。微分时间战分时间慢学死区希需TOIPSm m0 0TILLAGDEALBWDEALBW002LO_HLM)0.000000e+000LMN_LLM11.000000e+

7、PV_FACPV_OFFLMN_FACLO_OFFI_1TLVAL-DI5V4、需要对三菱变频器进行设置:ONON:手动开手动开JR R 时中断控制回躇时中断控制回躇，并并将手动将手动值设置值设置为为调节值调节值。这这里二也里二也D_SEL；微分作用打开。其实微分作用打开。其实P_SELI_SEL已默认已默认=LCLECLE：采样采样时间时间，缺省值缺省值T=#ls,确定了确定了块调用块调用之间的时旬间隔之间的时旬间隔由本任易中由本任易中iwgz/omjSPNT;内部设定值。用于设定一个目标值。内部设定值。用于设定一个目标值。PVN;过程变量输久。由打模块采集得到；过程变量输久。由打模块采集得

8、到；撞工此比例增益撞工此比例增益P.输入用于指定控制器的增益输入用于指定控制器的增益/m0二二25TI:积分附间，需积分附间，需 CYCLE.这里这里MDBkLOSiTD：微分时间，需微分时间，需二二CYCLE.这里面猊二这里面猊二 5 5Lm_EUI:调节值上限。域里调节值上限。域里=100.0手手LM1LLL正正调节值下限。这里二调节值下限。这里二0.5UNJPER二外度调节值输出端二外度调节值输出端zlHlZO送的模块的送的模块的PQVT52;,注意注意；当前值叱工强要对应于当前值叱工强要对应于 SP1NTSP1NT 使用百分数或物理使用百分数或物理变频器应设为：Pr79=2;外部运行模

9、式；（启/停、频率都由外部控制）Pr73=0;设为0-10Vfe压控制;（注意：三菱默认为0-5切Pr251=0;取消缺相保护；（默认值为1,有缺相保护的）注意：在S7-20O己方中，Pr79=3即可，此时为“外部/PU组合模式”，即启/停由外部接通STF/STR频率由PU面板设定。调试时，PQWxX勺值只能MO般送写入，而不能在变量表中强制。程序存在缺陷：如果目标槽的液位到达后，变频器的启停信号也得复位，不能只靠电压来控制，防止模式设置错误后的不停抽水现象。附：用于闭环控制的系统功能块（1）除了专用的闭环控制模块，S7-30他可以用控制功能块来实现PID控制。但是需要配置模拟量输入模块和模拟

10、量输出模块（或数字量输出模块）系统功能块SFB41-SFB43TCPU313C/314CC7勺闭环控制。SFB41CONT朝于连续控制，SFB42CONTS用于步进控制，SFB43PULSEGEN于脉冲宽带调制。（2）闭环控制软件包程序编辑器左边窗口的文件夹“库StandardLibrary标准库）PIDController（PID空制器）”中的FB41-FB43适用于所有S7-300CPU勺PID控制。5.使用FB41CONT二C实现连续控制5.1FB“CONT_C用于在SIMATIS7可编程控制器上，控制带有连续输入和输出变量的工艺过程在参数分配期间，用户可以激活或取消激活PID控制器的子

11、功能，以使控制器适合实际的工艺过程,FB41的输入参数:参数数据取值范围缺省描述COM_RSTBOOLFALSE完全重启动：该块有一个完全重启动例行程序,在置位了输入“完全重启动”时执行该例行程序MAN_ONBOOLTRUE手动值打开： 如果置位了输入“手动值打开”,则中断控制回路。并将手动值设置为调节值。PVPER_ONBOOLFALSE外设过程变量打开如果过程变量是从I/O中读取的，则输入PV_PER、须连接到I/O,并且必须置位输入“外设过程变量打开”P_SELBOOLTRUE比例作用打开可以在PID算法中单独激活或取消激活各个PID作用。当置位了输入”比例作用打开”后，将打开P比例作用

12、I_SELBOOLTRUE积分作用打开可以在PID算法中单独激活或取消激活各个PID作用。置位了输入“积分作用打开”后，将打开I积分作用。INT_HOLDBOOLFALSE积分作用保持通过置位输入“积分作用保持”，可以“冻结”积分器的输出。I_ITL_ONBOOLFALSE积分作用初始化通过置位输入“积分作用初始化打开”，可以将积分器的输出连接到输入I_ITL_VALD_SELBOOLFALSE微分作用打开可以在PID算法中单独激活或取消激活各个PID作用。当置位了输入“微分作用打开”后，将打开D微分作用。CYCLETIME=1毫秒T#1s采样时间块调用之间的时间间隔必须恒定。“采样时间”输入

13、确定了块调用之间的时间间隔。SP_INTREAL-100.0100.0.0内部设定值0(%)“内部设定值”输入用于确廿个设定值。或者是物理值1）（如：设廿个目标液位高度值，在此处设置）PV_INREAL-100.0100.0(%)或者是物理值1)0.0过程变量输入初始值可以在“过程变量输入”输入端上设置，也可以连接到浮点数格式的外部过程变量上。（如：当前过程液位值由此输入）可以认为，这两个比较置要么都为百分数，要么都为真实物理高度值！PV_PERWORDW#16#0000外设过程变量I/O格式的过程变量连接到控制器的“外设过程变量”输入端。MANREAL-100.0100.0(%)或者是物0.

14、0手动值“手动值”输入用于使用操作员接口函数置位一个手动值。理值1)GAINREAL2.0比例增益“比例因子”输入用于指定控制器的增益。TITIME=CYCLET#20s复位时间“复位时间”输入决定r积分器的时间响应。TDTIME=CYCLET#10s微分时间“微分时间”输入决定微分器单元的时间响应TM_LAGTIME=CYCLE/2T#2s微分作用的时间延迟D微分作用的算法包含了一个时间延迟，它在“微分作用的时间延迟”输入中设定。DEADB_WREAL=0.0(%)或者0.0死区市竟死区应用于误差。“死区带宽”输入决定了死区的大小。是物理值1)LMN_HLMREALLMN_LLM.100.0

15、(%)或 者 是物理值2)100.0调节值上限调节值总是受上限和下限的限制。“调节值上限”输入指定调节值的上限以百分数的值表示，如85.5表示85.5%;亲自测试时， 发现当LMNJHLM50.0时，LMN_PE最大为13824,当LMN_HLM1=00.0时，LMN_PER大为27648;但如果超出100.0时，则LMN_PER会成比例增大。LMN_LLMREAL-100.0.LMN_HLM(%)或 者 是物 理 值2)0.0调节什限调节值总是受上限和下限的限制。“调节位下限”输入指定调节值的下限。以百分数的值表示。如0.5表示0.5%PV_FACREAL1.0过程变量因子“过程变量因子”输

16、入用于和过程变量相乘。它以此来调整过程变量的范围。PV_OFFREAL0.0过程变量偏移量“过程变量偏移量”输入用于和过程变量相加。它以此来调整过程变量的范围。LMN_FACREAL1.0调节值因子“调节值因子”输入将和调节值相乘。它以此来调整调节值的范围。LMN_OFFREAL0.0调节值偏移量“调节值偏移量”用于和调节值相加。它以此来调整调节值的范围。FB41的输出参数:参数数据类型取值范围缺省描述LMNREAL0.0调节值有效的调节值以浮点数格式从“调节值”输出端输出，范围0-100%LMN_PERWORDW#16#0000外设调节值I/O格式的调节值被连接到控制器的“外设调节值”输出端。即模拟量输出PQWQLMN_HLMBOOLFALSE达到调节值上限调节值总是受上限和下限的限制。输出“达到调节值上限”表明已经超过了上限值。QLMN_ILMBOOLFALSE达到调节底下限调节值总是受上限和下限的限制。输出“达到调节值下限”表明已经超出了下限值。LMN_PREAL0.0比例分量“比例分量”输出包含了可调节变量的比例分量。LMN_IREAL0.0积分分量“积分分量”输出包含了调节值的积分分量LMN_DREAL