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PLC自动化控制|自动化编程PID Wizard 中的给定-反馈设置

自动化PLC编程PID Wizard 中的给定-反馈设置

完成PID Wizard配置后,会为每个PID回路生成一个子程序PIDx_INIT(x = 0 - 7)。在用户程序中,必须使用SM0.0始终调用这个子程序才能实现PID功能。

下图是一个最简单的PID子程序调用程序段:

西门子s7-200
图1. 调用PID子程序

其中:

  • PV_I: 过程反馈参数值的入口
  • Setpoint: 给定参数值的入口
  • Output: PID调节器的输出值

在这里,给定、反馈的入口参数不是PID指令功能块所需要的0.0 - 1.0之间的实数,而可以是实际的反馈地址,或是其他变量。例如,PV_I可以是西门子模拟量输入地址AIW0,也可以是存储器地址VW100等;Setpoint则往往来自V变量存储区,这样可以从人机操作界面(HMI)设备输入给定值。

 注意

对于PID控制系统来说,必须保证给定与过程反馈的一致性:

  • 给定与反馈的物理意义一致

    这取决于被plc控制的对象,如果是压力,则给定也必须对应于压力值;如果是温度,则给定也必须对应于温度。
     
  • 给定与反馈的数值范围对应

    如果给定直接是摄氏温度值,则反馈必须是对应的摄氏温度值;如果反馈直接使用plc模拟量输入的对应数值,则给定也必须向反馈的数值范围换算。

    如果给定与反馈的换算有特定的比例关系也可以。如给定也可以表示为以反馈的数值范围的百分比数值。

给定与反馈的数值具体是什么数值,其取值范围究竟如何,完全取决于我们在使用“PID向导”编程时指定的给定与反馈的数值范围。其中,反馈量的数值范围不能随便自己定义,而要取决于具体应用的西门子plc模拟量输入模块


在图中a.处设置给定范围

在图中b.处设置反馈范围

 

实例

假定一个PID控制plc系统的控制对象是压力,反馈元件的测量范围为0 - 16MPa。反馈器件的信号经过变换,以0 - 20mA(或4 - 20mA)电流信号的形式输入到EM231西门子模拟量输入模块中。据此,我们可以按下表设置给定、反馈的范围。

表1.

  反馈(单极性) 给定
  实际物理量 模拟量输入数值 百分比形式(占0 - 16MPa的百分比) 物理工程单位形式
高限 16 MPa 32000 100.0 n×16.0
低限 0 MPa 0 (0 - 20mA) 0.0 0.0
6400 (4 - 20mA)

n 为比例系数,为了精度高些可以设置n=10等等

 

又如一个温度控制的PID系统,温度值直接由热电偶测量,输入到EM231 TC(热电偶)模块转换为温度值。热电偶为J型,其测量范围为 -150.0°C - 1200.0 °C。则可按如下设置给定的范围。

表2. 

  反馈(双极性) 给定
  实际物理量 模拟量输入数值 百分比形式(占-150°C - 1200.0°C的百分比) 物理工程单位形式
高限 1200.0 °C 12000 100.0 1200
低限 -150.0 °C -1500 0.0 -150

在上面的例子中,反馈和给定可以按照如下方法设置


反馈范围设置


给定范围设置

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