SIEMENS浔之漫智控技术有限公司西门子6ES7516-3FP03-0AB0技术参数
S7-300的FB 41(连续控制器功能块)和S7-200的PID公式基本上相同,有一些小的区别。
为了避免给定值变化引起微分部分的跳变,S7-200 PID的微分部分是在设给定值不变的条件下推导出来的。
为了抑制由于控制器输出量的量化造成的连续的较小的振荡,S7-300的PID设置了死区非线性环节。
S7-300的PID引入了扰动量DISV,可以实现前馈控制。
微分的引入可以改善系统的动态性能,但是也容易引入高频干扰,为此S7-300的PID在微分部分增加了一阶惯性滤波,以平缓输出值的剧烈变化。可以区滤波的时间常数为微分时间的1/5。
S7-300的FB41的参数更多,功能较强大。S7-300的FB43(脉冲发生器)与FB41配合,可以实现开关量脉冲输出的PID控制西门子PLC在运行时采用循环执行用户程序的方式,这种运行方式也称为扫描工作方式。
下面是循环处理的各个阶段的任务:
1) 操作系统启动循环时间监控。
2) CPU将过程映像输出区的数据写到输出模块。
3) CPU读取输入模块的输入状态,并存入过程映像输入区。
4) CPU处理用户程序,执行用户程序中的指令。
5) 在循环结束时,操作系统执行其他任务,例如下载和删除块等。
6) CPU返回**阶段,重新启动循环时间监控。
有个网友提出这样一个问题:为什么不是像其他PLC那样,在本次扫描周期结束的时候将过程映像输出区的数据写到输出模块,而是在下一个扫描循环周期才写到输出模块?这样不是产生了一个扫描周期的延迟吗?
我的回答如下:PLC的扫描工作方式是一种重复的循环过程,就像我们日常使用的时钟一样,23点59分59秒过了就是下一天的0点0分0秒。说起来进入了下一天,实际上只差时间。因此在下一扫描周期的开始将数据输出到外设,与本周期结束时输出的效果基本上是一样的。这两种方法的输出时间相差不是一个扫描周期,基本上没什么差别现用到西门子S7-300(CPU315)做整流系统的PID控制,具体是由AI模块输入4-20MA信号(既A柜/B柜饱和电抗器控制电流信号反馈和机组A柜/B柜直流电流信号反馈),通过CPU调用PID功能块,实现自动闭环控制,最后由AO模块输出一个4-20MA的信号给稳流系统(既A柜/B柜电流给定反馈)。
发现问题:
1、具体应调用S7的PID中的哪些功能块。直接在OB1里边调用FB41,不知可否。
2、PID标准块FB41的输入输出参数如何整定,PV_PER、SP_INT、PV_IN有何区别。
3、GAIN、TI、TD如何整定。
4、MAN_ON、PVPER_ON怎么用,是直接在FB41的输入端写吗?
原理上,PID的调节节奏应该与其采样周期一致,这是数学模型应与物理过程一致的要求。这也就是FB41要在OB35中周期调用且OB35的周期要与FB41采样周期一致的原因。
当然,在OB1或其他FC、FB中调用FB41也是可以的,此时较好将OB1参数区中扫描周期作为FB41的采样周期。 在管道恒流恒压的PID过程控制中,也曾在FC中无条件连续调用FB41,PID效果也还令人满意。我个人认为,精度要求不高的应用中,简单调用也是可以的。
FB41参数的设置很灵活,可根据自己的习惯或应用的方便选择。下面是一种方式。
MAN_ON :PID手动调节给定值MAN的使能位,可用PID手自动转换位来触发。
PVPER_ON :是PID输入输出参数“PERIPHERAL化”的使能位,即将参数看成0~27648之间的整数。换个说法,就是PID的反馈值直接取自相应AIW通道,而PID输出则直接给出到AQW通道。参数整定由FB41完成。可用调节装置的启动标志来触发本位。
MAN :PID手动调节给定值,当“MAN_ON=1”时有效。
CYCLE :采样周期。根据物理量变化快慢定,一般要求与FB41执行的周期一致。
SP_INT:PID的设定值。注意设定值与反馈值的单位一致。为了避免错误,建议将SP_INT转换为-100.0~100.0%之间无量纲的百分数,输入到FB41时,注意只取百分号之前的数即可。
PV_PER:PID过程的反馈值,直接取自反馈量的AIW通道的A/D码。仅在“PVPER_ON =1”时有效。
GAIN:比例系数。
TI:积分时间。
TD:微分时间。
LMN_PER:PID的调节输出,直接对应调节输出AQW通道。
设置了上述参数,基本的PID调节就可以实现了。根据需要再完善其他参数的设置,比如死区的设定等。
利用STEP7中的PID赋值工具可形象快捷地完成参数设置,结果直接存入相应背景数据块,FB41调用时无须再赋值
西门子PLC是一种专业应用于企业的计算机,全名为可编程控制器。 在西门子PLC投入运行时,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,西门子PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
*处理器是西门子PLC正常工作的神经**,当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
其次是存储器。存储器是存放系统软件的称之为系统程序存储器;存放应用程序的存储器则被我们成为是用户成粗存储器。
其三是电源。当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。