在硬件上,S7-200 CPU V23以上版本已经支持PID自整定功能。在软件上,在STEP 7-Micro/WIN V4.O以上版本中增加了PID调节控制面板。可以使用用户程序或PID调节控制面板来启动自整定功能。在同一时间,最多可以有8个PID回路同时进行自整定。
PID调节控制面板也可以用来手动调试老版本(不支持PID自整定的)CPU的PID控制回路。
PID自整定的目的是为用户提供一套最优化的整定参数,使用这些整定值可以使控制系统达到最佳的控制效果,真正优化控制程序。
用户可以根据工艺要求为调节回路选择快速响应、中速响应、慢速响应或极慢速响应。PID自整定会根据响应类型来计算出最优化的比例、积分和微分值,并可应用到控制中。
要想使用PID自整定,必须使用PID向导进行编程,然后进入PID调节控制面板,启动、停止自整定功能。另外从面板中可以手动改变PID参数,并可用图形方式监视PID回路的运行。
在Micro/WIN V4.0在线的情况下,单击导航栏“Tools”中的PID控制面板或从主菜单“Tools”>“PID Tune Control Panel”进入PID调节控制面板中,如图6-23所示。如果面板没有被激活(所有地方都是灰色),可单击“Configure”(配置)按钮运行CPU。
为了保证PID自整定的成功,在启动PID自整定前,需要调节PID参数,使PID调节器基本稳定,输出、反馈变化平缓,并且使反馈比较接近给定。另外设置合适的给定值,使PID调节器的输出远离趋势图的上、下坐标轴,以免PID自整定开始后输出值的变化范围受限制。
在程序中使PID调节器工作在自动模式下,然后单击“开始自动调节”按钮启动PID自整定功能,这时按钮变为“停止自动调节”。自整定控制器会在回路的输出中加入一些小的阶跃变化,使得控制过程产生小的振荡,自动计算出优化的PID参数并将计算出的PID参数显示在PID参数区。当按钮再次变为“停止自动调节”时,表示系统已经完成了PID自整定。此时PID参数区所显示的为整定后的参数,如果希望系统更新为自整定后的PID参数,单击“更新PLC”按钮即可。
图6-23 PID的调节控制板
【例6-4】应用PLC的PID指令向导,实现水箱水位的PID闭环控制,系统的控制要求同[例6-3]类似。
PID指令向导参数的设置方法如6.4.2所述,设置比例、微分、积分及采用时间,变量表的其实地址设为VB2100。
图6-24为根据PID指令向导设计的梯形图程序。程序中调用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任务,然后中断程序会自动执行。
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