電氣控制與S7-300-PLC編程技術第9章-西門子PLC模擬量控制課件

1、西門子PLC模擬量控制 （9.1-9.4）第九章第7章 西門子PLC模擬量控制本章內容9.1 模擬量模塊的地址分配 9.2 模擬量模塊的配置 9.3 模擬量的表示方法及分辨率 9.4 模擬量的規(guī)格化 9.5 PID與閉環(huán)控制 9.1 模擬量模塊的地址分配 S7-300為模擬量輸入和輸出保留了特定的地址區(qū)域，以便與數(shù)字模塊的輸入、輸出映像區(qū)的地址（PII/PIQ）區(qū)分開。 例如：插槽6的第一路模擬輸入的地址是PIW 288，第二路模擬輸入的地址是PIW 290，第一路模擬輸出的地址是PQW 288，等等。各槽位地址如表 。9.2 模擬量模塊的配置9.2.1 模擬量輸入模塊SM331（1）量程卡S

2、7-300模擬量輸入模塊的量程卡 （2）屬性設置 在硬件配置窗口，雙擊模擬量輸入模塊SM331，打開屬性設置窗口。通常，SM331的屬性設置包括常規(guī)、地址、 輸入三項，如圖 。診斷中斷硬件中斷測量類型測量范圍特定位置干擾頻率積分時間9.2 模擬量模塊的配置9.2.2 模擬量輸出模塊SM332 在硬件配置窗口，雙擊模擬量輸出模塊SM332，打開屬性設置窗口。通常SM332的屬性設置包括常規(guī)、地址、輸出三項，如圖 。（1）診斷中斷（2）輸出類型（3） 輸出范圍（4）CPU停機時的響應9.3 模擬量的表示方法及分辨率 模擬量轉換成數(shù)值量以二進制補碼形式表示，字長占16位。最高位為符號位，“0”表示正

3、值，“1”表示負值。轉換值的分辨率取決于模塊的型號，最大分辨率為15位，數(shù)值以左對齊方式存儲，當分辨率小于15位時，未使用的最低有效位補“0”，如圖 。 16位二進制補碼的表示范圍為-32768+32767。需要注意的是，西門子的模擬量模塊范圍并不是與數(shù)值范圍相對應的，如10電壓測量范圍對應的轉換值為27648。 9.4 模擬量模塊的規(guī)格化 現(xiàn)場的壓力、溫度、速度、旋轉速度、pH 值、粘度等是具有物理單位的工程量值，模/轉換后輸入通道得到的是-27648+27648的數(shù)字量，該數(shù)字量不具有工程量值的單位，在程序處理時帶來不方便。希望將數(shù)字量-27648+27648轉換為工程實際量值的這一過程稱

4、為模擬的“規(guī)格化”，也稱“規(guī)范化”。 在STEP 7的“Standard Library”庫中提供了程序塊FC105和FC106用于模擬量輸入/輸出的規(guī)格化，如圖。 （1）模擬量輸入的規(guī)格化（2）標準程序塊FC106的用途是將模擬輸出操作規(guī)范化 調用FC105 調用FC106 FC105和FC106 9.5 PID與閉環(huán)控制9.5.1 PID控制器 在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節(jié)。 (1)比例（P）控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。 (2)積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸

5、入誤差信號的積分成正比關系。 (3)微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。 (4)PID控制器的參數(shù)整定 9.5 PID與閉環(huán)控制9.5.2 連續(xù)PID控制器FB41 FB41“CONT_C”是采用位置式PID算法思想設計的控制軟件模塊。FB41的算法設計很完善，使用起來也很靈活。它的比例運算、積分運算（INT）和微分運算（DIF）是并行連接的，可以單獨激活或取消，這就允許組態(tài)成P、PI、PD和PID控制器。 SFB 41/FB 41（CONT_C）可以使用連續(xù)的變量輸出和手動影響控制數(shù)值選項，來實現(xiàn)一個完整的PID控制器。 （1）SFB

6、41/FB 41（CONT_C）詳細的子功能說明設定點操作 實際數(shù)值操作負偏差計算PID算法手動模式受控數(shù)值的處理前饋控制 初始化出錯信息 （2）輸入參數(shù)“設定值通道”和“過程變量通道”中的參數(shù)，應該有相同的單位。 9.5 PID與閉環(huán)控制9.5.2 連續(xù)PID控制器FB41受控量通道中的參數(shù)應該有相同的單位。（3）輸出參數(shù)9.5 PID與閉環(huán)控制9.5.3 模擬量控制設計實例 有一臺電爐要求爐溫控制在一定的范圍。整個系統(tǒng)的硬件配置如圖所示。 電爐的工作原理如下： 當設定電爐溫度后，CPU314C-2DP經過PID運算后由自帶模擬量輸出模塊輸出一 個電壓信號送到控制板，控制板根據(jù)電壓信號（弱電信號）的大小控制電熱絲的加熱電壓（強電）的大?。?/p>