S7-300PID调节与应用

S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 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 S7-300/400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； 页脚内容1 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 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； 页脚内容2 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 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： 页脚内容3 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 3．PID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 SFB41～SFB43，注： 调用 SFB41～SFB43 的 FB或 FC必须放在定时循环中断 OB35 (OB30～OB38)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： 页脚内容4 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 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） 页脚内容5 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 Pr251=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 5．1FB“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。 页脚内容6 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 FB41的输入参数： 参数数据 取 值缺省 类型范围 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 页脚内容7 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 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=1T#1s 毫秒 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。 SP_INTSP_INTREALREAL-100.0 .100. 0.0内部设定值 页脚内容8 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 0(%) 或 者 是 物 理 值 1) “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_INPV_INREALREAL-100.0 .100. 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。 0(%) 或 者 是 物 理 值 1) 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！ (如：当前过程液位值由此输入) PV_PERWORDW#16 #0 000 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. 0.0 手动值 “手动值” 输入用于使用操作员接口函数置位一个手 动值。 0(%) 或 者 是 物 页脚内容9 S7-300/400 热电偶的接线及信号处理 理 值 1) GAINREAL2.0 比例增益 “比例因子”输入用于指定控制器的增益。 TITIME=