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西門子300中PID功能塊說明

 PID的調(diào)用要在OB35中完成.
  在ob35里面插入FB41，方框頂上會(huì)有紅字，輸入一個(gè)DB塊如“DB20”。系統(tǒng)會(huì)問你要不要生成這個(gè)DB，選yes就可以。
  大部分參數(shù)不要填，默認(rèn)就行，下面是常用參數(shù)，用變量連接：

  1、MAN_ON:用一個(gè)bool量，如m0.0，為true則手動(dòng)，為false則自動(dòng)；
  2、cycle：T#100MS，這個(gè)值與ob35默認(rèn)的100ms*；
  3、SP_INT：MD2,是hmi發(fā)下來的設(shè)定值，0－100.0的范圍，real型；
  4、PV_IN:MD6，實(shí)際測量值，比如反饋的氧濃度，要從piw×××轉(zhuǎn)換為實(shí)際的工程量（使用FC105)；
  5、MAN:MD10 （該地址也可以是從上位機(jī)設(shè)定的地址）,是手動(dòng)狀態(tài)下的輸入值，real型。手動(dòng)設(shè)多少輸出將為多少。
  6、GAIN: MD100（該地址也可以是從上位機(jī)設(shè)定的地址如DB 塊的地址,這樣可以從上位機(jī)設(shè)P 參數(shù)了），默認(rèn)寫1－2吧（系統(tǒng)默認(rèn)是2），調(diào)試的時(shí)候再改。
  7、TI：MW120, 默認(rèn)可以寫T#30S吧，調(diào)試的時(shí)候改；
  8、DEAD_W：MD122,死區(qū)，就是sp和pv的偏差死區(qū)，0－100.0的范圍，默認(rèn)0，調(diào)試的時(shí)候改；
  輸出：((死區(qū)：又叫死區(qū)寬度，在控制系統(tǒng)中，某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)如果動(dòng)作頻繁，會(huì)導(dǎo)致小幅震蕩，造成嚴(yán)重的機(jī)械磨損。從控制要求來說，很多系統(tǒng)又允許被控量在一定范圍內(nèi)存在誤差。我們?cè)试S被控量的誤差大小，被稱為PID的死區(qū)寬度；
死區(qū)是如何工作的呢？
當(dāng)誤差的值小于 死區(qū)寬度 時(shí)，死區(qū)非線性的輸出量（即 PID控制器的輸入量）為0 ，這時(shí)PID 控制器的輸出分量中，比例部分和微分部分為0，積分部分保持不變，因此PID的輸出保持不變，PID控制器起不到調(diào)節(jié)作用；當(dāng)誤差的值超過 死區(qū)寬度 時(shí) ，開始正常的PID 控制
在FB41 中，死區(qū)寬度是“DEADB_W”
PID的輸入量  = 0      偏差的值|ev|<  "DEADB_W"

             = ev     偏差的值|ev|>= "DEADB_W"      ))  
 9、LMN:MD126，把MD126再用fc106轉(zhuǎn)換到pqw××，如果pid運(yùn)算結(jié)果不再有工藝條件其他限制可以用LMN_PER更簡單就不用fc106了。
  三、用plcsim模擬
  1、手動(dòng)
  man_on＝true，看輸出是否等于man；
  2、自動(dòng)
  man_on＝false，調(diào)整pv或者sp，使得有偏差大于死區(qū)，看輸出變化，這里的模擬只能說明pid工作了，不能測試實(shí)際調(diào)節(jié)效果啊。

 COM_RST: BOOL: 重新啟動(dòng)PID：當(dāng)該位TURE時(shí)：PID執(zhí)行重啟動(dòng)功能，復(fù)位PID內(nèi)部參數(shù)到默認(rèn)值；通?？梢圆挥茫?yàn)橐坏﹨?shù)設(shè)定好不會(huì)有大的變動(dòng)了。

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FB41稱為連續(xù)控制的PID用于控制連續(xù)變化的模擬量，與FB42的差別在于后者是離散型的，用于控制開關(guān)量，其他二者的使用方法和許多參數(shù)都相同或相似。
　　　　
　　　　PID的初始化可以通過在OB100中調(diào)用一次，將參數(shù)COM-RST置位，當(dāng)然也可在別的地方初始化它，關(guān)鍵的是要控制COM-RST；
　　　　
　　　　PID的調(diào)用可以在OB35中完成，一般設(shè)置時(shí)間為200MS，
　　　　一定要結(jié)合幫助文檔中的PID框圖研究以下的參數(shù)，可以起到事半功倍的效果
　　　　
　　　　以下將重要參數(shù)用黑體標(biāo)明.如果你比較懶一點(diǎn)，只需重點(diǎn)關(guān)注黑體字的參數(shù)就可以了。其他的可以使用默認(rèn)參數(shù)。
　　　　
　　　　
　　　　A：所有的輸入?yún)?shù)：
　　　　
　　　　COM_RST: BOOL: 重新啟動(dòng)PID：當(dāng)該位TURE時(shí)：PID執(zhí)行重啟動(dòng)功能，復(fù)位PID內(nèi)部參數(shù)到默認(rèn)值；通常在系統(tǒng)重啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行一個(gè)掃描周期，或在PID進(jìn)入飽和狀態(tài)需要退出時(shí)用這個(gè)位；
　　　　
　　　　MAN_ON： BOOL：手動(dòng)值ON；當(dāng)該位為TURE時(shí)，PID功能塊直接將MAN的值輸出到LMN，這可以在PID框圖中看到；也就是說，這個(gè)位是PID的手動(dòng)/自動(dòng)切換位；
　　　　
　　　　PEPER_ON： BOOL：過程變量外圍值ON：過程變量即反饋量，此PID可直接使用過程變量PIW（不推薦），也可使用 PIW規(guī)格化后的值（常用），因此，這個(gè)位為FALSE；
　　　　P_SEL： BOOL：比例選擇位：該位ON時(shí)，選擇P（比例）控制有效；一般選擇有效；
　　　　I_SEL： BOOL：積分選擇位；該位ON時(shí)，選擇I（積分）控制有效；一般選擇有效；
　　　　INT_HOLD BOOL：積分保持，不去設(shè)置它；
　　　　I_ITL_ON BOOL：積分初值有效，I-ITLVAL（積分初值）變量和這個(gè)位對(duì)應(yīng)，當(dāng)此位ON時(shí)，則使用I-ITLVAL變量積分初值。一般當(dāng)發(fā)現(xiàn)PID功能的積分值增長比較慢或系統(tǒng)反應(yīng)不夠時(shí)可以考慮使用積分初值；
　　　　D_SEL ： BOOL：微分選擇位，該位ON時(shí)，選擇D（微分）控制有效；一般的控制系統(tǒng)不用；
　　　　CYCLE ： TIME：PID采樣周期，一般設(shè)為200MS；
　　　　SP_INT： REAL：PID的給定值；
　　　　PV_IN ： REAL：PID的反饋值（也稱過程變量）；
　　　　PV_PER： WORD：未經(jīng)規(guī)格化的反饋值，由PEPER-ON選擇有效；（不推薦）
　　　　MAN ： REAL：手動(dòng)值，由MAN-ON選擇有效；
　　　　GAIN ： REAL：比例增益；
　　　　TI ： TIME：積分時(shí)間；
　　　　TD ： TIME：微分時(shí)間；
　　　　TM_LAG： TIME：和微分有關(guān)；
　　　　DEADB_W： REAL：死區(qū)寬度；如果輸出在平衡點(diǎn)附近微小幅度振蕩，可以考慮用死區(qū)來降低靈敏度；
　　　　LMN_HLM： REAL：PID上極限，一般是100%；
　　　　LMN_LLM： REAL：PID下極限；一般為0%，如果需要雙極性調(diào)節(jié)，則需設(shè)置為-100%；（正負(fù)10V輸出就是典型的雙極性輸出，此時(shí)需要設(shè)置-100%）；
　　　　PV_FAC： REAL：過程變量比例因子
　　　　PV_OFF： REAL：過程變量偏置值（OFFSET）
　　　　LMN_FAC： REAL：PID輸出值比例因子；
　　　　LMN_OFF： REAL：PID輸出值偏置值（OFFSET）；
　　　　I_ITLVAL：REAL：PID的積分初值；有I-ITL-ON選擇有效；
　　　　DISV ：REAL：允許的擾動(dòng)量，前饋控制加入，一般不設(shè)置；
　　　　
　　　　B：部分輸出參數(shù)說明：
　　　　LMN ：REAL：PID輸出；
　　　　LMN_P ：REAL：PID輸出中P的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）
　　　　LMN_I ：REAL：PID輸出中I的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）
　　　　LMN_D ：REAL：PID輸出中D的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）
　　　　
　　　　C：規(guī)格化概念及方法：
　　　　PID參數(shù)中重要的幾個(gè)變量，給定值，反饋值和輸出值都是用0.0~1.0之間的實(shí)數(shù)表示，
　　　　而這幾個(gè)變量在實(shí)際中都是來自與模擬輸入，或者輸出控制模擬量的
　　　　因此，需要將模擬輸出轉(zhuǎn)換為0.0~1.0的數(shù)據(jù)，或?qū)?.0~1.0的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬輸出，這個(gè)過程稱為規(guī)格化
　　　　
　　　　規(guī)格化的方法：（即變量相對(duì)所占整個(gè)值域范圍內(nèi)的百分比 對(duì)應(yīng)與27648數(shù)字量范圍內(nèi)的量）
　　　　對(duì)于輸入和反饋，執(zhí)行：變量*100/27648，然后將結(jié)果傳送到PV-IN和SP-INT
　　　　對(duì)于輸出變量 ，執(zhí)行：LMN*27648/100，然后將結(jié)果取整傳送給PQW即可；
　　　　
　　　　D：PID的調(diào)整方法：
　　　　一般不用D，除非一些大功率加熱控制等慣大的系統(tǒng)；僅使用PI即可，
　　　　 一般先使I等于0，P從0開始往上加，直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩為止，記下此時(shí)振蕩
　　　　的周期，然后設(shè)置I為振蕩周期的0.48倍,應(yīng)該就可以滿足大多數(shù)的需求?！　　　?br />　　　　附錄：PID的調(diào)整可以通過“開始—>SIMATIC->STEP7->PID調(diào)整”打開PID調(diào)整的控制面板，通過選擇不同的PID背景數(shù)據(jù)塊，調(diào)整不同回路的PID參數(shù)。

PLC動(dòng)作原理分析——PLC內(nèi)、外典型輸入電路

1、PLC內(nèi)部的典型輸入電路——動(dòng)作原理分析

2、PLC內(nèi)部輸出電路——動(dòng)作原理分析

PLC循環(huán)掃描的工作步驟

◆PLC工作1個(gè)循環(huán)需要“經(jīng)歷”若干步驟(一般為5個(gè))，對(duì)這若干步驟按順序“掃描”1遍所花的時(shí)間，稱為“掃描周期T”。

◆T的典型值＝10ms

◆程序越長，T就越大。

◆T過大→會(huì)導(dǎo)致PLC失控。

【背景案例1-1】　交流電動(dòng)機(jī)——繼電器長動(dòng)(啟保停)控制電路——原理分析

★猜猜看……如果在電動(dòng)機(jī)M通電旋轉(zhuǎn)時(shí)，接觸器KM的自保觸點(diǎn)突然松脫，M會(huì)怎樣？

接觸器——文字符號(hào)KM

——主觸點(diǎn)的額定電流大，用于控制電動(dòng)機(jī)主電路的通電與斷電

——輔助觸點(diǎn)(額定電流3A或5A)→用于→輔助電路

熱繼電器——文字符號(hào)FR

——發(fā)熱元件→串聯(lián)于→電動(dòng)機(jī)主電路

——發(fā)熱元件的動(dòng)作電流→整定成→電動(dòng)機(jī)的額定電流

——物理觸點(diǎn)→用于→輔助電路

——發(fā)熱元件[斷電]→再等3－5min→物理觸點(diǎn)[可自動(dòng)復(fù)位或手動(dòng)復(fù)位]

可編程控制器PLC的應(yīng)用特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)

可編程序邏輯控制器起源于60年代，簡稱PLC（Programmable  Logic  Controller）。目前，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械等領(lǐng)域。其特點(diǎn)是：

1、編程方便易學(xué)           

2、運(yùn)行穩(wěn)定可靠 

3、使用維護(hù)方便

4、對(duì)環(huán)境要求低

用可編程序控制器實(shí)施控制，如上圖，其實(shí)質(zhì)是按照一定的算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)。入出變換、物理實(shí)現(xiàn)可以說是PLC實(shí)施控制的兩個(gè)基本點(diǎn)。而人出變換實(shí)際上就是信息處理，信息處理當(dāng)今較常用的是微處理機(jī)技術(shù)，物理實(shí)現(xiàn)則要求PLC的輸入應(yīng)當(dāng)排除干擾信號(hào)適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場。輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，能為實(shí)際控制系統(tǒng)方便使用。這就要求I/O電路專門設(shè)計(jì)。根據(jù)PLC實(shí)施控制的基本點(diǎn)的分析，PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、RAM、ROM和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。

中央處理機(jī)是PLC的大腦，如下圖它由中央處理器（CPU）和存儲(chǔ)器等組成 。

1、中央處理器（CPU）

    中央處理器（CPU）一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路一般都集成在一個(gè)芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲(chǔ)單元。輸入輸出（I/O）接口電路相連接。

    它主要完成以下的功能：

（1）將輸入信號(hào)送入PLC中存儲(chǔ)起來。  

（2）按存放的先后順序取出             

用戶指令，進(jìn)行編譯。                  

（3）完成用戶指令規(guī)定的各種操作。       

（4）將結(jié)果送到輸出端。

（5）響應(yīng)各種外圍設(shè)備（如變程器、打印機(jī)等）的請(qǐng)求。

    2、存儲(chǔ)器

PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類：一類是RAM（即隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），可以隨時(shí)由 CPU對(duì)它進(jìn)行讀出、寫入；另一類是ROM（即只讀存儲(chǔ)器），CPU只

從中讀取而不能寫入。RAM主要用來存放各種暫存的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果能及用戶正在調(diào)試的程序，ROM主要存放監(jiān)控程序及用戶已調(diào)試好的程序，這些程序都事先燒在ROM芯片中，開機(jī)后便可運(yùn)行其中程序。

     3、輸入、輸出接口電路

它起著PLC和外圍設(shè)備之間傳遞信息的作用。用戶設(shè)備需要輸入PLC的各種控制信號(hào)，如限位開關(guān)、操作按鈕以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量（要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi)）等，通過輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將處理器輸出的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強(qiáng)電信號(hào)以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。常

用接口電路的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

                 輸入輸出接口電路

為了保證電路的正常工作，這些接口電路有以下特點(diǎn)；

1）輸入采用光電耦合電路，可大大減少電磁干擾

2）輸出也采用光電隔離并有三種方式，即繼電器、晶體管和晶閘管。這使得  PLC可以適合各種用戶的不同要求。如低速、大功率負(fù)載一般采用繼電器輸出；高速大功率則采用晶閘管輸出；高速小功率可用晶體管輸出。還有功率放大輸出電路等，而且有些輸出電路做成模塊式，可插拔，更換起來十分方便。

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