S7-200 SMART PLC中PID自整定和調(diào)試面板

1、 S7-200 SMART PLC中PID自整定和調(diào)試面板本文主講在s7-200SMART plc中PID的自整定功能和調(diào)試面板。一、PID自整定說明在新的S7-200SMART CPU支持PID自整定功能，在STEP 7-Micro/WIN SMART編程軟件中也添加了PID調(diào)節(jié)控制面板。用戶可以使用用戶程序或PID調(diào)節(jié)控制面板來啟動(dòng)自整定功能。在同一時(shí)間最多可以有8個(gè)PID回路同時(shí)進(jìn)行自整定。PID調(diào)節(jié)控制面板也可以用來手動(dòng)調(diào)試?yán)习姹镜模ú恢С諴ID自整定）CPU的PID控制回路。用戶可以根據(jù)工藝要求為調(diào)節(jié)回路選擇快速響應(yīng)、中速響應(yīng)、慢速響應(yīng)或極慢速響應(yīng)。PID自整定會(huì)根據(jù)響應(yīng)類型而計(jì)算出

2、最優(yōu)化的比例、積分、微分值，并可應(yīng)用到控制中。二、PID調(diào)節(jié)控制面板STEP 7-Micro/WIN SMART中提供了一個(gè)PID控制面板，可以用圖形方式監(jiān)視PID回路的運(yùn)行，另外從面板中還可以啟動(dòng)、停止自整定功能。圖1. PID調(diào)節(jié)控制面板在圖1中：a、當(dāng)前設(shè)定值指示，顯示當(dāng)前使用的設(shè)定值；b、過程值指示，顯示過程變量的值；c、當(dāng)前的輸出值指示，顯示當(dāng)前的輸出值；d、可顯示過程值、設(shè)定值及輸出值的PID趨勢(shì)圖 圖2. 圖形顯示區(qū)圖2中：A、過程變量和設(shè)定值的取值范圍及刻度B、PID輸出的取值范圍及刻度C、實(shí)際PC時(shí)間D、以不同顏色表示的設(shè)定值、過程變量及輸出的趨勢(shì)圖e、調(diào)節(jié)參數(shù)，這里你可以：

3、選擇PID參數(shù)的顯示：當(dāng)前參數(shù)、推薦參數(shù)或手動(dòng)輸入值在手動(dòng)調(diào)節(jié)模式下，可改變PID參數(shù)，并按更新PLC按鈕來更新PLC中的參數(shù)啟動(dòng)PID自整定功能選擇高級(jí)選項(xiàng)按鈕進(jìn)入高級(jí)參數(shù)設(shè)定f、當(dāng)前采樣時(shí)間，指示當(dāng)前使用的采樣時(shí)間 ；g、時(shí)間選項(xiàng)設(shè)定，這里你可以設(shè)定趨勢(shì)圖的時(shí)基，時(shí)基以秒為單位；h、當(dāng)前的PID回路號(hào)，這里你可以選擇需要監(jiān)視或自整定的PID回路；i、關(guān)閉PID調(diào)節(jié)面板注意：要使用PID調(diào)節(jié)控制面板，PID編程必須使用PID向?qū)瓿?。三、PID自整定步驟第一步：在PID向?qū)е型瓿蒔ID功能配置（要想使用PID自整定功能，PID編程必須用PID向?qū)硗瓿桑５诙剑捍蜷_PID調(diào)節(jié)控制面板，設(shè)置

4、PID回路調(diào)節(jié)參數(shù)；在Micro/WIN SMART在線的情況下，從主菜單工具中點(diǎn)擊“PID控制面板”工具，進(jìn)入PID調(diào)節(jié)控制面板中。在PID調(diào)節(jié)面板的h.區(qū)查看已選擇的PID回路號(hào)，在e.區(qū)啟動(dòng)手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)PID參數(shù)并點(diǎn)擊更新，使新參數(shù)值起作用，監(jiān)視其趨勢(shì)圖，根據(jù)調(diào)節(jié)狀況改變PID參數(shù)直至調(diào)節(jié)穩(wěn)定。注意：為了使PID自整定順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)做到：使PID調(diào)節(jié)器基本穩(wěn)定，輸出、反饋?zhàn)兓骄?，并且使反饋比較接近給定設(shè)置合適的給定值，使PID調(diào)節(jié)器的輸出遠(yuǎn)離趨勢(shì)圖的上、下坐標(biāo)軸，以免PID自整定開始后輸出值的變化范圍受限制第三步：在e.區(qū)點(diǎn)擊高級(jí)選項(xiàng)按鈕，設(shè)定PID自整定選項(xiàng)。如果不是很特殊的系統(tǒng)，

5、也可以不加理會(huì)。 圖3. 設(shè)置PID自整定高級(jí)選項(xiàng)在此允許你設(shè)定下列參數(shù)：a、你可以選中復(fù)選框，讓自整定來自動(dòng)計(jì)算滯后值和偏值（對(duì)于一般的PID系統(tǒng)，建議使用自動(dòng)選擇）；b、滯后：滯后值規(guī)定了允許過程值偏離設(shè)定值的最大（正負(fù)）范圍，過程反饋在這個(gè)范圍內(nèi)的變化不會(huì)引起PID自整定調(diào)節(jié)器改變輸出，或者使PID自整定調(diào)節(jié)器“認(rèn)為”這個(gè)范圍內(nèi)的變化是由于自己改變輸出進(jìn)行自整定調(diào)節(jié)而引起的。PID自整定開始后，只有過程反饋值超出了該區(qū)域，PID自整定調(diào)節(jié)器才會(huì)認(rèn)為它對(duì)輸出的改變發(fā)生了效果。這個(gè)值用來減少過程變量的噪聲對(duì)自整定的干擾，從而更精確地計(jì)算出過程系統(tǒng)的自然振動(dòng)頻率。如果選用自動(dòng)計(jì)算，則缺省值為2

6、。如果過程變量反饋干擾信號(hào)較強(qiáng)（噪聲大）自然變化范圍就大，可能需要人為設(shè)置一個(gè)較大的值。但這個(gè)值的改變要與下面的偏差值保持1:4的關(guān)系。c、偏差：偏差值決定了允許過程變量偏離設(shè)定值的峰峰值。如果選擇自動(dòng)計(jì)算該值，它將是死區(qū)的4倍，即8。有些非常敏感的系統(tǒng)不允許過程量偏離給定值很多，也可以人工設(shè)置為比較小的值，但是要和上述“死區(qū)”設(shè)置保持比例關(guān)系。這就是說，一個(gè)精度要求高的系統(tǒng)，其反饋信號(hào)必須足夠穩(wěn)定。d、初始輸出步：PID調(diào)節(jié)的初始輸出值PID自整定開始后，PID自整定調(diào)節(jié)器將主動(dòng)改變PID的輸出值，以觀察整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)。初始步長(zhǎng)值就是輸出的變動(dòng)第一步變化值，以占實(shí)際輸出量程的百分比表示。e、

7、看門狗時(shí)間：過程變量必須在此時(shí)間（時(shí)基為秒）內(nèi)達(dá)到或穿越給定值，否則會(huì)產(chǎn)生看門狗超時(shí)錯(cuò)誤。PID自整定調(diào)節(jié)器在改變輸出后，如果超過此時(shí)間還未觀察到過程反饋（從下至上或從上至下）穿越給定曲線，則超時(shí)。如果能夠事先確定實(shí)際系統(tǒng)響應(yīng)非常慢，可以加長(zhǎng)這個(gè)時(shí)間。f、動(dòng)態(tài)響應(yīng)選項(xiàng)：根據(jù)回路過程（工藝）的要求可選擇不同的響應(yīng)類型：快、中、慢、非常慢快：可能產(chǎn)生超調(diào)，屬于欠阻尼響應(yīng)中：在產(chǎn)生超調(diào)的邊緣，屬于臨界阻尼響應(yīng)慢：不會(huì)產(chǎn)生任何超調(diào)，屬于過阻尼響應(yīng)非常慢：不會(huì)產(chǎn)生任何超調(diào)，屬于嚴(yán)重過阻尼響應(yīng)注意：用戶在這里指定需要達(dá)到的系統(tǒng)控制效果，而不是對(duì)系統(tǒng)本身響應(yīng)快慢的判斷。g、設(shè)定完參數(shù)點(diǎn)擊OK鍵回到PID調(diào)節(jié)

8、控制面板的主畫面第四步：在手動(dòng)將PID調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)后，即過程值與設(shè)定值接近，且輸出沒有不規(guī)律的變化，并最好處于控制范圍中心附近。此時(shí)可點(diǎn)擊e.區(qū)內(nèi)的啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)PID自整定功能，這時(shí)按鈕變?yōu)橥Ｖ?。這時(shí)只需耐心等待，系統(tǒng)完成自整定后會(huì)自動(dòng)將計(jì)算出的PID參數(shù)顯示在e.區(qū)。當(dāng)按鈕再次變?yōu)閱?dòng)時(shí)，表示系統(tǒng)已經(jīng)完成了PID自整定。注意：要使用自整定功能，必須保證PID回路處于自動(dòng)模式。開始自整定后，給定值不能再改變。第五步：如果用戶想將PID自整定的參數(shù)應(yīng)用到當(dāng)前PLC中，則只需點(diǎn)擊更新PLC。注意：完成PID調(diào)整后，最好下載一次整個(gè)項(xiàng)目（包括數(shù)據(jù)塊），使新參數(shù)保存到CPU的EEPROM中。四、PID自整定失敗的原因1、PID輸出在最大值與最小值之間振蕩（曲線接觸到坐標(biāo)軸） PI