S7300PID调节与应用

1、S7-300多回路过程控制及PID调节讲解本实训的知识点：过程控制中，D槽的液位高度是靠PID调节变频器的补水速度来实现恒定的，其实就是恒压供水的意思。完成本实训，涉及到哪些知识点呢？1、两台PLC要用MPI通信，则可选择全局数据通信；2、需要将液位转换成高度值；3、需要使用OB35、OB100、SFB41块；4、需要对三菱变频器进行设置；现在分述上述问题：1、全局数据（Global data, GD）通信： 全局数据通信使用CPU的MPI接口，不需要增加通信硬件，对CPU也没有特殊的要求，因此这是一种经济而有效的通信方式，但是只能传输少量的数据。在同一个MPI子网中允许最多15台S7-300

2、/400和C7之间周期性地交换少量数据。全局数据通信采用广播方式来传输数据，数据的接收没有确认信息，因此不能保证通信数据的完整性和准确性。不需要对全局数据通信进行编程。只需要在STEP7的MPI网络中用全局数据表对全局数据通信组态。方法如下：法一：组态好MPI网络后，在项目处右击MPI进行全局变量设置；法二、打开任一CPU站点的硬件配置，点击组态网络，右击MPI进行全局变量定义；2、液位转换：既可用库（通过下载得到）程序，也可自己写程序；转换公式：3PID控制程序的编制和采样周期的选择，以及相关的OB块：可在FB或FC里调用系统功能块SFB41SFB43，注：调用SFB41SFB43 的FB或

3、FC必须放在定时循环中断OB35 (OB30OB38)中被调用。OB35的循环中断时间即为PID控制器的采样周期TS 。采样周期TS 与CPU性能有关，需要根据运算速度和控制周期折衷选择。可以在CPU属性中设置。调用系统功能块必须指定背景数据块，例如：STL：CALL SFB “CONT_C”, DB41 背景数据块保存了功能块的输入/输出结果，可以在PLC程序中或WINCC软件访问相应的数据。关于SFB41解释如下：4、需要对三菱变频器进行设置：变频器应设为：Pr79=2； 外部运行模式；（启/停、频率都由外部控制） Pr73=0；设为0-10V电压控制；（注意：三菱默认为0-5V） Pr2

4、51=0；取消缺相保护；（默认值为1，有缺相保护的）注意：在S7-200配方中，Pr79=3即可，此时为“外部/PU组合模式”，即启/停由外部接通STF/STR，频率由PU面板设定。 调试时，PQWxx的值只能MOV传送写入，而不能在变量表中强制。程序存在缺陷：如果目标槽的液位到达后，变频器的启停信号也得复位，不能只靠电压来控制，防止模式设置错误后的不停抽水现象。附：用于闭环控制的系统功能块（1） 除了专用的闭环控制模块，S7-300也可以用控制功能块来实现PID控制。但是需要配置模拟量输入模块和模拟量输出模块（或数字量输出模块） 系统功能块SFB41-SFB43用于CPU313C/314C和

5、C7的闭环控制。SFB41“CONT_C”用于连续控制，SFB42“CONT_S”用于步进控制，SFB43“PULSEGEN”用于脉冲宽带调制。（2）闭环控制软件包 程序编辑器左边窗口的文件夹“库Standard Library(标准库)PID Controller(PID控制器)”中的FB41-FB43适用于所有S7-300的CPU的PID控制。5 .使用FB41“CONT_C”实现连续控制 51 FB“CONT_C”用于在SIMATIC S7可编程控制器上，控制带有连续输入和输出变量的工艺过程。在参数分配期间，用户可以激活或取消激活PID控制器的子功能，以使控制器适合实际的工艺过程。FB4

6、1的输入参数： 参数数据类型取值范围缺省描述COM_RSTBOOLFALSE完全重启动：该块有一个完全重启动例行程序，在置位了输入“完全重启动”时执行该例行程序MAN_ONBOOLTRUE手动值打开：如果置位了输入“手动值打开”，则中断控制回路。并将手动值设置为调节值。PVPER_ONBOOLFALSE外设过程变量打开如果过程变量是从I/O中读取的，则输入PV_PER必须连接到I/O，并且必须置位输入“外设过程变量打开”P_SELBOOLTRUE比例作用打开可以在PID算法中单独激活或取消激活各个PID作用。当置位了输入“比例作用打开”后，将打开P比例作用I_SELBOOLTRUE积分作用打开

7、可以在PID算法中单独激活或取消激活各个PID作用。置位了输入“积分作用打开”后，将打开I积分作用。INT_HOLDBOOLFALSE积分作用保持通过置位输入“积分作用保持”，可以“冻结”积分器的输出。I_ITL_ONBOOLFALSE积分作用初始化通过置位输入“积分作用初始化打开”，可以将积分器的输出连接到输入I_ITL_VAL。D_SELBOOLFALSE微分作用打开可以在PID算法中单独激活或取消激活各个PID作用。当置位了输入“微分作用打开”后，将打开D微分作用。CYCLETIME>= 1毫秒T#1s采样时间块调用之间的时间间隔必须恒定。“采样时间”输入确定了块调用之间的时间间隔

8、。SP_INTREAL-100.0.100.0(%)或者是物理值1)0.0内部设定值“内部设定值”输入用于确定一个设定值。(如：设定一个目标液位高度值，在此处设置)PV_INREAL-100.0.100.0(%)或者是物理值1)0.0过程变量输入初始值可以在“过程变量输入”输入端上设置，也可以连接到浮点数格式的外部过程变量上。(如：当前过程液位值由此输入)可以认为，这两个比较置要么都为百分数，要么都为真实物理高度值！PV_PERWORDW#16#0000外设过程变量I/O格式的过程变量连接到控制器的“外设过程变量”输入端。MANREAL-100.0.100.0(%)或者是物理值1)0.0手动值

9、“手动值”输入用于使用操作员接口函数置位一个手动值。GAINREAL2.0比例增益“比例因子”输入用于指定控制器的增益。TITIME>= CYCLET#20s复位时间“复位时间”输入决定了积分器的时间响应。TDTIME>= CYCLET#10s微分时间“微分时间”输入决定微分器单元的时间响应TM_LAGTIME>= CYCLE/2T#2s微分作用的时间延迟D微分作用的算法包含了一个时间延迟，它在“微分作用的时间延迟”输入中设定。DEADB_WREAL>=0.0 (%)或者是物理值1)0.0死区带宽死区应用于误差。“死区带宽”输入决定了死区的大小。LMN_HLMREALL

10、MN_LLM.100.0 (%)或者是物理值2)100.0调节值上限调节值总是受上限和下限的限制。“调节值上限”输入指定调节值的上限以百分数的值表示，如85.5表示85.5%；亲自测试时，发现当LMN_HLM=50.0时，LMN_PER最大为13824，当LMN_HLM=100.0时，LMN_PER最大为27648；但如果超出100.0时，则LMN_PER也会成比例增大。LMN_LLMREAL-100.0.LMN_HLM(%)或者是物理值2)0.0调节值下限调节值总是受上限和下限的限制。“调节值下限”输入指定调节值的下限。以百分数的值表示。如0.5表示0.5%PV_FACREAL1.0过程变量

11、因子“过程变量因子”输入用于和过程变量相乘。它以此来调整过程变量的范围。PV_OFF REAL0.0过程变量偏移量“过程变量偏移量”输入用于和过程变量相加。它以此来调整过程变量的范围。LMN_FACREAL1.0调节值因子“调节值因子”输入将和调节值相乘。它以此来调整调节值的范围。LMN_OFFREAL0.0调节值偏移量“调节值偏移量”用于和调节值相加。它以此来调整调节值的范围。FB41的输出参数： 参数数据类型取值范围缺省描述LMNREAL0.0调节值有效的调节值以浮点数格式从“调节值”输出端输出，范围0-100%。LMN_PERWORDW#16#0000外设调节值I/O格式的调节值被连接到

12、控制器的“外设调节值”输出端。即模拟量输出PQW。QLMN_HLMBOOLFALSE达到调节值上限调节值总是受上限和下限的限制。输出“达到调节值上限”表明已经超过了上限值。QLMN_ILMBOOLFALSE达到调节值下限调节值总是受上限和下限的限制。输出“达到调节值下限”表明已经超出了下限值。LMN_PREAL0.0比例分量“比例分量”输出包含了可调节变量的比例分量。LMN_IREAL0.0积分分量“积分分量”输出包含了调节值的积分分量LMN_DREAL0.0微分分量“微分分量”输出包含了调节值的微分分量PVREAL0.0过程变量有效的过程变量在“过程变量”输出端输出。ERREAL0.0误差信号有效误差在“误差信号”输出端输出。52 带有