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文档简介
闭环控制与PID
控制器³
???³
闭环控制与PID
控制器SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室1PLC模拟量闭环控制系统方框图误差ev(n)
=
sp(n)
−
pv(n)。
应用:加热炉温度闭环控制系统,恒值控制系统和随动系统。SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室2³1
模拟量闭环控制系统的组成³SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室3在调试时断开D/A转换器与执行机构之间的
连线,在开环状态下运行PID
控制程序,如果控制器中有积分环节,因为反馈被断开了,不能消除误差,
D/A
转换器的输出电压会向一个方向变化。如果假设接上执行机构,能减小误差,则为负反馈,反之为正反馈。³2
闭环控制反馈极性的确定³SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室4当今的闭环自动控制技术都是基于反馈的概念以减少不确定性。反馈理论的要素包括三个部分:测量、比较和执行。测量关键的是被控变量的实际
值,与期望值相比较,用这个偏差来纠正系统的响
应,执行调节控制。在工程实际中,应用最为广泛
的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称
PID控制,又称PID调节。³3
PID控制系统分析³SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室5PID控制器(比例-积分-微分控制器)是一
个在工业控制应用中常见的反馈回路部件,由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制;积分控制可消除稳态误差,但可能增加超调;微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。³3
PID控制系统分析³3
PID控制系统分析SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室6³3
PID控制系统分析SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室7³3
PID控制系统分析SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室8³3
PID控制系统分析SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室9³4
PID控制器的优点³(1)
不需要被控对象的数学模型³(2)
结构简单,容易实现³(3)
有较强的灵活性和适应性³(4)
使用方便SiChuan
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Technical
College-1959电气化教研室10³SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室11功能块(SFB41/FB41,SFB42/FB42,SFB43/FB43)使用于S7和C7的CPU中的循环中断程序中该功能块定期计算所需要的数据,保存在指定的DB(背景数据块)中。允许多次调用该功能块。CONT_C块与PULSEGEN块组合使用,可以获得一个带有比例执行机构脉冲输出的控制器(例如,加热和冷却装置)³
SFB41/FB41
(CONT_C),
连续控制方式;³
SFB42/FB42
(CONT_S),
步进控制方式;³
SFB43/FB43
(PULSEGEN),
脉冲宽度调制器;³
注意:SFB41/42/43,与FB41/42/43兼容,可以用于CPU
313C、CPU
313C-2
DP/PTP
和CPU
314C-2DP/PTP中³5
使用系统功能块实现闭环控制³SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室12借助于“PID参数设置”工具,可以很方便的调试功能块SFB41/FB41,SFB42/FB42的参数(背景数据块)。在Windows操作系统中,调用“调试
PID参数用户界面”的操作过程如下:³
Start
>
SIMATIC
>
STEP
7
>
PID
ControlParameter
Assignment³6
参数赋值工具介绍³6参数赋值工具介绍SiChuan
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College-1959电气化教研室13FB43/SFB43“PULSEGEN”没有参数设置的用户界面工具。你必须在STEP
7中去设置它的参数SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室14³6
参数赋值工具介绍³SiChuan
Engineering
Technical
College-1959电气化教研室15SFB“CONT_C”可以作为单独的PID
恒值控制器,或在多闭环控制中实现级联控制器、混合控制器和比例控制器。³SFB
41
可以用脉冲发生器SFB
43
进行扩展,产生脉冲宽度调制的输出信号,来控制比例执行机构的二级或三级(two
or
three
step)控制器。³7
连续PID控制器SFB41³7
连续PID控制器SFB41SiChuan
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College-1959电气化教研室16³7
连续PID控制器SFB41³
哇塞,这么多参数啊!!SiChuan
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College-1959电气化教研室17³SFB
43“PULSEGEN”(脉冲发生器)与连续控制器“CONT_C”一起使用,构建脉冲宽度调制的二级(two step)或三级(three
step)PID
控制器³8
脉冲发生器SFB43³
PLC
模拟量闭环控制系统方框图SiChuan
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College-1959电气化教研室18³8
脉冲发生器SFB43SFB/FB“PULSEGEN”块图SiChuan
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College-1959电气化教研室19³8
脉冲发生器SFB43³那么SFB43我们重点关注哪几个参数呢?SiChuan
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Technical
College-1959电气化教研室20PID功能块使用时注意事项SiChuan
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Technical
College-1959电气化教研室21注意:一、编程时:³
1、在OB35中调用PID(中断),注意循环中断时间的设定³
2、如果PLC出现系统故障(SF),请在OB100中调用PID指令(初始化)³
3、注意PID功能块参数的数据类型二、组态时³
1、新建Profibus-DP网,挂上EM277从站(注意从站地址要与硬件地址一致)³
2、定义通信接口大小(2字节输入,2字节输出,则IW0〈====〉VW2,则QW0〈====〉
VW0)三、调试时³
1、把表盘温度控制在50℃³
2、加热器必须电机和风扇启动后启动³
3、整定PI
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