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西門子S7-300系列PLC的PID功能塊應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

、可以在軟件中進(jìn)行自動整定；

　　2、自動整定的PID參數(shù)可能對于系統(tǒng)來說不是，就需要手動憑經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行整定。P參數(shù)過小，達(dá)到動態(tài)平衡的時(shí)間就會太長；P參數(shù)過大，就容易產(chǎn)生超調(diào)。

　　PID功能塊在梯形圖（程序）中應(yīng)當(dāng)注意的問題：

　　1、采用PID向?qū)蒔ID功能塊；

　　2、我要說一個(gè)較簡單的也是最容易被人忽視的問題，那就是：PID功能塊的使能控制只能采用SM0.0或任何1個(gè)存儲器的常開觸點(diǎn)并聯(lián)該存儲器的常閉觸點(diǎn)這樣的*斷開的觸點(diǎn)！

　　筆者在以前的一個(gè)工程調(diào)試中就遇到這樣的問題：PID功能塊有時(shí)間動作正常，有時(shí)間動作不正常，而且不正常時(shí)發(fā)現(xiàn)PID功能塊都沒問題（PID參數(shù)正確、使能正確），就是沒有輸出。最后查了好久，突然意識到可能是使能的問題——我在使能端串聯(lián)了啟動/停止控制的保持繼電器，我把它改為SM0.0以后，一切正常！

　　同時(shí)也明白了PID功能塊有時(shí)間動作正常，有時(shí)間動作不正常的原因：有時(shí)在灌入程序后保持繼電器處于動作的狀態(tài)才不會出現(xiàn)問題，一旦停止了設(shè)備就會出現(xiàn)問題——PID功能塊使能一旦斷開，工作就不會正常！

　　把這個(gè)給大家說說，以免出現(xiàn)同樣失誤。

　　下面是PID控制器參數(shù)整定的一般方法：

　　PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。

　　PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：

　　一是理論計(jì)算整定法。

　　它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。

　　二是工程整定方法。

　　它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定。

施耐德Quantum PLC與西門子S7300通訊

摘要

施耐德Quantum PLC需要和西門子S7300、S7200等PLC通訊。。本文通過BCNet系列網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)西門子S7300 PLC(PROFINET)與施耐德Quantum PLC進(jìn)行modbusTCP通訊連接。

關(guān)鍵詞

施耐德Quantum 西門子PLC modbusTCP 以太網(wǎng)通訊

一、西門子PLC參數(shù)設(shè)置

1、西門子S7300配置成MPI或者PROFIBUS通訊，設(shè)定好PLC的MPI/DP站地址：默認(rèn)為2；

2、PLC不需要編程。

二、BCNet網(wǎng)關(guān)參數(shù)配置（以西門子S71200 PLC為例，組態(tài)軟件：博途）

1、配置模塊的S7總線、IP地址等基礎(chǔ)參數(shù)；

2、配置modbusTCP與西門子PLC地址映射；

三、施耐德Quantum PLC，modbustcp配置；

直接配置IO掃描，具體參數(shù)：

1、 IP地址：填入BCNet模塊的IP地址；

2、 單元ID：填入西門子PLC的站地址（MPI/DP/PPI的地址）；

3、 讀主對象：施耐德PLC地址；

4、 讀Ref從站：modbus的起始地址，對應(yīng)西門子PLC內(nèi)的數(shù)據(jù)地址；

5、 讀長度：modbus數(shù)據(jù)長度；

6、 寫主對象：施耐德PLC內(nèi)部地址；

7、 寫Ref從站：Modbus起始地址；

8、 寫長度：數(shù)據(jù)長度。

PLC和稱重儀表的自動配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1 引言

　　在保護(hù)材料生產(chǎn)行業(yè)，配料通常是將原材料按某種比例均勻混合在一起， 用以形成一種新的材料，因此配料是這類行業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。在生產(chǎn)過程中，各種原料要嚴(yán)格按比例進(jìn)行均勻混合，就必須靠配料機(jī)械來完成，目前工廠一般使用兩種方法，*種方法采用人工稱重，然后將成比例的各種原材料同時(shí)放入配料機(jī)中攪拌。另一種方法是自動稱重，自動攪拌。由于很多原始材料為粉狀或顆粒，人工配料時(shí)，人體容易吸入粉塵等雜物，導(dǎo)致職業(yè)病出現(xiàn)，增加了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和勞動力成本，同時(shí)配料品種繁多，數(shù)量巨大，因此人工配料難以現(xiàn)場管理，很容易出現(xiàn)誤配，不但質(zhì)量難以保證，同時(shí)也增加了管理成本。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，要求采用準(zhǔn)確、可靠的自動配料系統(tǒng)。

　　2 基于 PLC、 工控機(jī)和稱重儀表的配料系統(tǒng)

　　在河南西峽保護(hù)材料集團(tuán)現(xiàn)有的配料系統(tǒng)中，工人首先將材料運(yùn)送到稱重車間，稱重完之后，再將材料手動送到配料機(jī)上進(jìn)行配料，稱重車間使用了杭州四方的稱重儀表進(jìn)行稱重，通過RS232口和工控主機(jī)相連，位于中控室的工控主機(jī)負(fù)責(zé)記錄稱重結(jié)果，顯示稱重?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)，控制人員可以在中控室通過控制電路手動控制配料過程的起停。

　　這種方式效率低下，同時(shí)，主機(jī)上運(yùn)行的是C語言開發(fā)的DOS程序 [1] ，可擴(kuò)性差，人機(jī)交互困難，不能完成自動配料的所有要求。為了提高生產(chǎn)率，降低成本，需要采用全自動配料系統(tǒng)。

　　新系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)。 以工控機(jī)為上位主機(jī)，以西門子PLC [2] 、變頻器和稱重儀表為下位從機(jī)。主機(jī)處于主導(dǎo)地位，實(shí)現(xiàn)對各從機(jī)的通信管理和控制，將工控機(jī)的RS-232異步通信口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后與PLC相連，形成上、下位機(jī)通信的一個(gè)物理通道；將主機(jī)的另一個(gè)RS-232口和稱重儀表的通信口相連，構(gòu)成第二個(gè)物理通道。上位機(jī)采用輪詢方式，逐個(gè)與從站通信。上位機(jī)把任務(wù)規(guī)劃的結(jié)果傳送給PLC，在PLC進(jìn)行控制的過程中，上位機(jī)使用上位機(jī)連接命令監(jiān)視下位機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容，實(shí)時(shí)讀取PLC的內(nèi)部狀態(tài)以及稱重儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在上位機(jī)上顯示。

　　總體上講，系統(tǒng)具有如下功能：

　?、偃詣优淞?，在設(shè)定好配方之后，系統(tǒng)自動按照配方稱重配料，無需操作人員干預(yù)；

　?、诰哂袌?bào)表功能，可以產(chǎn)生日報(bào)表，實(shí)時(shí)報(bào)表和月報(bào)表、年報(bào)表等；

　?、蹌討B(tài)增加和修改報(bào)表，系統(tǒng)通過設(shè)定權(quán)限，賦予技術(shù)人員或操作人員修改，增加配方的權(quán)利，同時(shí)記錄該次修改的日期和操作人員編號；

　　④斷電恢復(fù)功能，系統(tǒng)能夠在突然斷電的情況下， 恢復(fù)斷電前的測量記錄；

　　⑤局域網(wǎng)共享功能， 主機(jī)在局域網(wǎng)內(nèi)可以共享數(shù)據(jù)，方便車間主管了解工程進(jìn)度和其他情況。

　　2.1 系統(tǒng)的組成

　　整個(gè)全自動配料混合系統(tǒng)由工控機(jī)、PLC、工業(yè)稱重儀表、變頻器、振動電機(jī)、混料機(jī)、傳感器、傳送帶等部分組成。

　　上位工控機(jī)提供人機(jī)交互界面， 完成控制信息輸人、數(shù)據(jù)管理、進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、存儲、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表等功能，上位機(jī)采用IPC810工控機(jī)，它的主要工作如下： 工控主機(jī)首先根據(jù)操作人員的指令， 讀取某個(gè)編號的配方， 然后， 根據(jù)配方中配料的比例及先后順序，向PLC發(fā)出開始配料的指令，使得PLC能夠起動特定的變頻器。在配料過程中，工控主機(jī)以輪詢的方式，一方面實(shí)時(shí)讀取PLC的狀態(tài)字，了解PLC及PLC下級設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)； 另一方面實(shí)時(shí)讀取安裝在配料機(jī)上的稱重儀表的稱重?cái)?shù)據(jù)， 按照配料策略， 當(dāng)稱重接近配方中的設(shè)定值時(shí)， 主機(jī)向PLC發(fā)出停止本次配料的指令。 當(dāng)一個(gè)配方上的所有材料都配完后， 整個(gè)配料過程暫停，等待操作人員的指令。

　　系統(tǒng)運(yùn)行過程中，PLC與上位機(jī)實(shí)時(shí)通信，從而保證界面上顯示的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)的*性，操作人員在上位機(jī)上發(fā)出的操作命令和設(shè)定參數(shù)都可以實(shí)時(shí)送到PLC，PLC的主要工作有：①接收上位機(jī)發(fā)送來的命令，通過變頻器控制振動電機(jī)的起、停和快慢；②將變頻器的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)寫入內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)，供工控機(jī)讀??；③將自身的各種狀態(tài)以狀態(tài)字的形式準(zhǔn)備好，共工控機(jī)實(shí)時(shí)讀取。

　　2.2 控制策略及配料過程

　　通過對配料過程的特點(diǎn)進(jìn)行分析，得到配料過程具有如下特點(diǎn)：

　?。?）被控對象是單向的不可逆系統(tǒng)。原料沒有辦法從配料機(jī)中重新回到傳送帶上。

　?。?） 具有明顯的時(shí)滯性。 當(dāng)配料達(dá)到設(shè)定值時(shí)，PLC控制電機(jī)停止傳送原料，這時(shí)傳送帶上具有部分原料無法回收，所以系統(tǒng)具有明顯的時(shí)滯性。

　?。?）受控特性是開關(guān)性的。系統(tǒng)的起、停控制等都是開關(guān)量。

　　（4）配料系統(tǒng)在正常工作區(qū)內(nèi)是線性的。

　　因此，我們考慮采用快速、慢速、提前發(fā)出停止加料指令等控制策略， 同時(shí)利用PLC的互鎖技術(shù)確保配料的順利進(jìn)行。系統(tǒng)起動后，工控機(jī)向PLC發(fā)出開始加料信號，PLC控制變頻器驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行快速加料， 同時(shí)， 工控主機(jī)通過串口持續(xù)不斷的讀取稱重儀表的稱重?cái)?shù)據(jù)， 當(dāng)重量值接近設(shè)定值時(shí)， 工控主機(jī)向PLC發(fā)出停止加料的控制指令，此時(shí)，PLC控制變頻器進(jìn)行慢加，通過事先估計(jì)出傳送機(jī)構(gòu)上原料的殘余， 設(shè)定值和實(shí)際加料的差值和傳送機(jī)構(gòu)上原料的殘余相當(dāng)時(shí)，PLC真正發(fā)出停止指令，該指令由變頻器執(zhí)行， 從而控制電機(jī)停機(jī)， 停機(jī)后傳送機(jī)構(gòu)上的原料無殘余，配料精度符合要求。

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