S中的PID控制溫控制舉例

S7-200PID溫度控制PID設置PID編程NEW!1目前一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點S7-200PID溫度控制PID控制理論簡介

PID溫度控制示例

工作原理

任務目標

實現(xiàn)過程

提綱2目前二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID控制理論簡介PID（比例-積分-微分）控制器作為最早實用化的控制器已有50多年歷史，現(xiàn)在仍然是應用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產(chǎn)品，使用中只需設定三個參數(shù)（Kc，

Ti和Td）即可。在很多情況下，并不一定需要全部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。3目前三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID控制理論簡介－比例調(diào)節(jié)按比例反應系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的振蕩。比例調(diào)節(jié)作用4目前四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID控制理論簡介－積分調(diào)節(jié)使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。因為有誤差，積分調(diào)節(jié)就進行，直至無差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數(shù)Ki，Ki越小，積分作用就越強。反之Ki大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。積分調(diào)節(jié)作用5目前五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID控制理論簡介－微分調(diào)節(jié)微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此，可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。在微分時間選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時間。微分作用對噪聲干擾有放大作用，因此過強的微分調(diào)節(jié)，對系統(tǒng)抗干擾不利。此外，微分反應的是變化率，而當輸入沒有變化時，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。微分調(diào)節(jié)作用6目前六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例PID控制理論簡介

PID溫度控制示例

工作原理

任務目標

實現(xiàn)過程

提綱7目前七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點S7-200PID溫度控制工作原理

任務目標

實現(xiàn)過程PID溫度控制示例8目前八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例－工作原理PID溫度控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)系統(tǒng)，由PLC的輸出控制加熱器對熱電阻的加熱程度.同時通過溫度傳感器將熱電阻當前的實際溫度轉(zhuǎn)變成電信號，再通過PLC的模擬量輸入端將溫度傳感器傳回來的電信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字量傳送給CPU以用于計算。對PLC進行編程，可以設定目標溫度，然后通過PID調(diào)節(jié)控制PLC的輸出，使熱電阻的實際溫度逐漸趨近于目標溫度。9目前九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例工作原理

任務目標

實現(xiàn)過程PID溫度控制示例10目前十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例－任務目標

使用西門子文本顯示屏TD200C實時監(jiān)測熱電阻的實際溫度并且可以通過顯示屏設定目標溫度以及PID控制參數(shù)。通過PLC實現(xiàn)溫度的PID調(diào)節(jié)。

11目前十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例工作原理

任務目標

實現(xiàn)過程PID溫度控制示例12目前十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例－實現(xiàn)過程通過PID向?qū)渲肞ID回路PID相關(guān)指令及回路表通過文本顯示向?qū)渲肨D200C顯示屏編寫程序13目前十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點實現(xiàn)過程－通過PID向?qū)渲肞ID回路1進入PID配置向?qū)? 選擇要配置的PID回路3 設置回路參數(shù)4 設置回路的輸入/輸出選項5 設置回路的報警選項6 為配置分配存儲區(qū)7 指定子程序和中斷程序8 生成PID代碼完成配置步驟14目前十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置PID回路－步驟1：進入PID配置向?qū)нx擇項目樹中的“向?qū)?>PID”進入PID配置向?qū)?5目前十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點1.選擇要配置的PID回路。2.點擊“下一步”按鈕。

配置PID回路－步驟2：選擇要配置的PID回路

16目前十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置PID回路－步驟3：設置回路參數(shù)1.設置給定值的最小值為0.0最大值為60.0,即給定的溫度范圍是0～60度。2.設置PID控制參數(shù)均使用默認值。3.點擊“下一步”按鈕。17目前十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置PID回路－步驟4：設置回路的輸入/輸出選項1.指定回路的過程變量（pv）使用單極性標定。2.設置過程變量（pv）的標定范圍為0～32000。3.設置輸出類型為數(shù)字量輸出，占空比周期為1秒。4.點擊“下一步”按鈕。18目前十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置PID回路－步驟5：設置回路的報警選項點擊“下一步”按鈕。

19目前十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置PID回路－步驟6：為配置分配存儲區(qū)1.選擇一個未使用的V存儲區(qū)來存放模塊的配置信息，可以點擊“建議地址”按鈕，讓系統(tǒng)來選定一個合適的存儲區(qū)。這里PID回路存儲區(qū)的首地址為VB400。2.點擊“下一步”按鈕。20目前二十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置PID回路－步驟7：指定子程序和中斷程序1.為向?qū)ё映绦蚝椭袛喑绦蛎?.點擊“下一步”按鈕。21目前二十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置PID回路－步驟8：生成PID代碼完成配置點擊“完成”按鈕生成PID代碼完成配置。22目前二十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例－實現(xiàn)過程通過PID向?qū)渲肞ID回路PID相關(guān)指令及回路表通過文本顯示向?qū)渲肨D200C顯示屏編寫程序23目前二十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點實現(xiàn)過程－PID相關(guān)指令及回路表通過向?qū)瓿蓪ID回路的配置后回生成子程序“PIDx_INIT”。相關(guān)指令24目前二十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID相關(guān)指令及回路表－PIDx_INIT指令PIDx_INIT指令根據(jù)在PID向?qū)е性O置的輸入和輸出執(zhí)行PID功能。每次掃描均調(diào)用該指令。PIDx_INIT指令的輸入和輸出取決于在PID向?qū)е兴鞯倪x擇。例如，如果選擇“增加PID手動控制”功能則在指令中將顯示Auto_Manual（自動/手動切換）和ManualOutput（手動模式下的輸出值）輸入，如果在PID向?qū)У摹盎芈穲缶x項”屏幕中選擇“使能低限報警（PV）”，則在指令中將顯示LowAlarm（低限報警）輸出。25目前二十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID相關(guān)指令及回路表－PIDx_INIT指令輸入/輸出數(shù)據(jù)類型注釋EN布爾使能位，為1時調(diào)用該指令PV_I整數(shù)PID回路的過程變量Setpoint_R實數(shù)PID回路的設定值Auto_Manual布爾PID手動/自動切換ManualOutput實數(shù)手動模式下的輸出值Output(數(shù)字)布爾由向?qū)Т_定PLC輸出為數(shù)字量Output(模擬)整數(shù)由向?qū)Т_定PLC輸出為模擬量HighAlarm布爾高限報警LowAlarm布爾低限報警ModuleErr布爾模擬量輸入模塊報錯26目前二十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID相關(guān)指令及回路表－回路表PID回路表PID回路表偏移量域格式類型說明0進程變量雙字—實數(shù)入包含進程變量，必須在0.0至4設定值雙字—實數(shù)入包含設定值，必須在0.0至1.0范圍內(nèi)。8輸出雙字—實數(shù)入/出包含計算輸出，在0.0至1.0范圍內(nèi)。12增益雙字—實數(shù)入包含增益，此為比例常數(shù)，可為正數(shù)或負數(shù)。16采樣時間雙字—實數(shù)入包含采樣時間，以秒為單位，必須為正數(shù)。20積分時間或復原雙字—實數(shù)入包含積分時間或復原，以分鐘為單位，必須為正數(shù)。24微分時間或速率雙字—實數(shù)入包含微分時間或速率，以分鐘為單位，必須為正數(shù)。28偏差雙字—實數(shù)入/出包含0.0和1.0之間的偏差或積分和數(shù)值。32以前的進程變量雙字—實數(shù)入/出包含最后一次執(zhí)行PID指令存儲的進程變量以前的數(shù)值。27目前二十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例－實現(xiàn)過程通過PID向?qū)渲肞ID回路PID相關(guān)指令及回路表通過文本顯示向?qū)渲肨D200C顯示屏編寫程序28目前二十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點PID溫度控制示例－通過向?qū)渲肨D200C顯示屏進入文本顯示的配置向?qū)нx擇TD型號和版本使能標準菜單、密碼及設置更新速率設置本地化顯示配置鍵盤按鍵基本配置完成，進行用戶菜單配置。定義用戶菜單和文字完成用戶菜單配置向?qū)Р糠滞瓿蔀榕渲梅峙浯鎯^(qū)生成項目組件步驟29目前二十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏選擇項目樹中的“向?qū)?>文本顯示”進入文本顯示屏配置向?qū)Р襟E1：進入文本顯示配置向?qū)?0目前三十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏點擊“下一步”按鈕進入下一步。

步驟1：進入文本顯示配置向?qū)?1目前三十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏1.選擇TD的型號和版本。2.點擊“下一步”按鈕進入下一步。

步驟2：選擇TD型號和版本32目前三十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏1.設置密碼保護，這里未啟用密碼保護2.使能標準菜單，根據(jù)需要選擇。3.設置更新速率。4.點擊“下一步”按鈕進入下一步。

步驟3：使能標準菜單、密碼及設置更新速率33目前三十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏1.選擇顯示文本的語言。2.選擇顯示文本的字符集。3.點擊“下一步”按鈕進入下一步。步驟4：配置本地化顯示34目前三十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏1.配置鍵盤按鈕的動作，可以選擇“置位”或“瞬動觸點”。2.設置顯示相應的響應標志。3.點擊“下一步”按鈕進入下一步。

步驟5：配置鍵盤按鍵35目前三十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏點擊“用戶菜單”選項進入用戶菜單配置向?qū)А?/p>

步驟6：基本配置完成進入用戶菜單配置36目前三十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏1.定義用戶菜單，這里定義了三個用戶菜單分別是：PID溫度監(jiān)測，PID參數(shù)設定，PID目標溫度設定。2.選擇“PID溫度監(jiān)測”菜單點擊“添加屏幕”按鈕為其添加一個屏幕。該屏幕用于顯示PID溫度控制系統(tǒng)的實際溫度。步驟7：定義用戶菜單和文字37目前三十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏1.輸入要在屏幕上顯示的文本。2.點擊“插入PLC數(shù)據(jù)”按鈕在屏幕上插入一個區(qū)域用來顯示PLCV存儲區(qū)中某一地址的值。步驟7：定義用戶菜單和文字38目前三十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏1.指定數(shù)據(jù)地址為VD1000（后面編寫PLC程序是會用到該地址）。2.選擇數(shù)據(jù)格式為實數(shù)（浮點數(shù)）。3.設置顯示到小數(shù)點后一位。4.點擊“確認”按鈕完成PLC數(shù)據(jù)的插入。步驟7：定義用戶菜單和文字39目前三十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏點擊“確認”按鈕完成一個屏幕的添加。步驟7：定義用戶菜單和文字40目前四十頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏按照上面的方法為菜單“PID參數(shù)設定”添加三個屏幕屏幕0：用于設定比例增益系數(shù)Kc屏幕1：用于設定積分時間常數(shù)Ti屏幕2：用于設定文分時間常數(shù)Td

步驟7：定義用戶菜單和文字41目前四十一頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕0

用于設定比例增益系數(shù)Kc42目前四十二頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕0中PLC數(shù)據(jù)的屬性

數(shù)據(jù)地址為VD412（根據(jù)PID回路表VD412中的值既是Kc）。數(shù)據(jù)格式為實數(shù)（浮點數(shù)）。顯示小數(shù)點后兩位允許用戶編輯

43目前四十三頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕1

用于設定積分時間常數(shù)Ti44目前四十四頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕1中PLC數(shù)據(jù)的屬性

數(shù)據(jù)地址為VD420（根據(jù)PID回路表VD412中的值既是Ti）。數(shù)據(jù)格式為實數(shù)（浮點數(shù)）。顯示小數(shù)點后兩位允許用戶編輯

45目前四十五頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕2

用于設定微分時間常數(shù)Td46目前四十六頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕2中PLC數(shù)據(jù)的屬性

數(shù)據(jù)地址為VD424（根據(jù)PID回路表VD412中的值既是Td）。數(shù)據(jù)格式為實數(shù)（浮點數(shù)）。顯示小數(shù)點后兩位允許用戶編輯

47目前四十七頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏按照上面的方法為菜單“PID目標溫度設定”添加一個屏幕0用于設定PID溫度控制系統(tǒng)的目標溫度步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕048目前四十八頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟7：定義用戶菜單和文字屏幕0中PLC數(shù)據(jù)的屬性

數(shù)據(jù)地址為VD2000（后面編寫PLC程序時會用到該地址）。數(shù)據(jù)格式為實數(shù)（浮點數(shù)）。顯示小數(shù)點后一位允許用戶編輯

49目前四十九頁\總數(shù)五十六頁\編于十七點配置TD200C顯示屏步驟8：完成用戶菜單配置點擊“下一步”按鈕完成用戶菜單配置。

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