S7-200+PID溫度控制(圖文并茂、一看就懂).ppt

1、1,S7-200 PID 溫度控制,PID設(shè)置,PID編程,NEW!,2,S7-200 PID 溫度控制,PID控制理論簡(jiǎn)介 PID溫度控制示例 工作原理 任務(wù)目標(biāo) 實(shí)現(xiàn)過(guò)程,提綱,3,PID控制理論簡(jiǎn)介,PID （比例 - 積分 - 微分）控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有 50 多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。 PID 控制器簡(jiǎn)單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。 它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產(chǎn)品，使用中只需設(shè)定三個(gè)參數(shù)（ Kc ， Ti 和 Td ）即可。在很多情況下，并不一定需要全部三個(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元，但比例控制單

2、元是必不可少的。,4,PID控制理論簡(jiǎn)介比例調(diào)節(jié),按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過(guò)大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的振蕩。,比例調(diào)節(jié)作用,5,PID控制理論簡(jiǎn)介積分調(diào)節(jié),使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度。因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無(wú)差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強(qiáng)弱取決與積分時(shí)間常數(shù)Ki，Ki越小，積分作用就越強(qiáng)。反之Ki大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。,積分調(diào)節(jié)作用,6,PID控制

3、理論簡(jiǎn)介微分調(diào)節(jié),微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒(méi)有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過(guò)強(qiáng)的微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外，微分反應(yīng)的是變化率，而當(dāng)輸入沒(méi)有變化時(shí)，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。,微分調(diào)節(jié)作用,7,PID溫度控制示例,PID控制理論簡(jiǎn)介 PID溫度控制示例 工作原理 任務(wù)目標(biāo) 實(shí)現(xiàn)過(guò)程,提綱,8,S7-200 PID 溫度控制,

4、工作原理 任務(wù)目標(biāo) 實(shí)現(xiàn)過(guò)程,PID溫度控制示例,9,PID溫度控制示例工作原理,PID溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，由PLC的輸出控制加熱器對(duì)熱電阻的加熱程度. 同時(shí)通過(guò)溫度傳感器將熱電阻當(dāng)前的實(shí)際溫度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再通過(guò)PLC的模擬量輸入端將溫度傳感器傳回來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字量傳送給CPU以用于計(jì)算。 對(duì)PLC進(jìn)行編程，可以設(shè)定目標(biāo)溫度，然后通過(guò)PID調(diào)節(jié)控制PLC的輸出，使熱電阻的實(shí)際溫度逐漸趨近于目標(biāo)溫度。,10,PID溫度控制示例,工作原理 任務(wù)目標(biāo) 實(shí)現(xiàn)過(guò)程,PID溫度控制示例,11,PID溫度控制示例任務(wù)目標(biāo),使用西門子文本顯示屏TD200C實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱電阻的實(shí)際溫度 并且可以通過(guò)顯

5、示屏設(shè)定目標(biāo)溫度以及PID控制參數(shù)。通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)溫度的PID調(diào)節(jié)。,12,PID溫度控制示例,工作原理 任務(wù)目標(biāo) 實(shí)現(xiàn)過(guò)程,PID溫度控制示例,13,PID溫度控制示例實(shí)現(xiàn)過(guò)程,通過(guò)PID向?qū)渲肞ID回路 PID相關(guān)指令及回路表 通過(guò)文本顯示向?qū)渲肨D200C顯示屏 編寫程序,14,實(shí)現(xiàn)過(guò)程通過(guò)PID向?qū)渲肞ID回路,1 進(jìn)入PID配置向?qū)?2選擇要配置的PID回路 3設(shè)置回路參數(shù) 4設(shè)置回路的輸入/輸出選項(xiàng) 5設(shè)置回路的報(bào)警選項(xiàng) 6為配置分配存儲(chǔ)區(qū) 7指定子程序和中斷程序 8生成 PID 代碼完成配置,步驟,15,配置PID回路步驟1：進(jìn)入PID配置向?qū)?選擇項(xiàng)目樹中的“向?qū)?PID

6、” 進(jìn)入PID配置向?qū)?16,1. 選擇要配置的PID回路。 2. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕。,配置PID回路步驟2：選擇要配置的PID回路,17,配置PID回路步驟3：設(shè)置回路參數(shù),1. 設(shè)置給定值的最小值為0.0最大值為60.0,即給定的溫度范圍是060度。 2. 設(shè)置PID控制參數(shù)均使用默認(rèn)值。 3. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕。,18,配置PID回路步驟4：設(shè)置回路的輸入/輸出選項(xiàng),1. 指定回路的過(guò)程變量（pv）使用單極性標(biāo)定。 2. 設(shè)置過(guò)程變量（pv）的標(biāo)定范圍為032000。 3. 設(shè)置輸出類型為數(shù)字量輸出，占空比周期為1秒。 4. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕。,19,配置PID回路步驟5：設(shè)置回路

7、的報(bào)警選項(xiàng),點(diǎn)擊“下一步”按鈕。,20,配置PID回路步驟6：為配置分配存儲(chǔ)區(qū),1. 選擇一個(gè)未使用的V存儲(chǔ)區(qū)來(lái)存放模塊的配置信息，可以點(diǎn)擊“建議地址”按鈕，讓系統(tǒng)來(lái)選定一個(gè)合適的存儲(chǔ)區(qū)。這里PID回路存儲(chǔ)區(qū)的首地址為VB400。 2. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕。,21,配置PID回路步驟7：指定子程序和中斷程序,1. 為向?qū)ё映绦蚝椭袛喑绦蛎?2. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕。,22,配置PID回路步驟8：生成 PID 代碼完成配置,點(diǎn)擊“完成”按鈕生成PID代碼完成配置。,23,PID溫度控制示例實(shí)現(xiàn)過(guò)程,通過(guò)PID向?qū)渲肞ID回路 PID相關(guān)指令及回路表 通過(guò)文本顯示向?qū)渲肨D200C顯示屏

8、編寫程序,24,實(shí)現(xiàn)過(guò)程PID相關(guān)指令及回路表,通過(guò)向?qū)瓿蓪?duì)PID回路的配置后回生成子程序“PIDx_INIT”。,相關(guān)指令,25,PID相關(guān)指令及回路表 PIDx_INIT指令,PIDx_INIT 指令根據(jù)在PID向?qū)е性O(shè)置的輸入和輸出執(zhí)行 PID 功能。每次掃描均調(diào)用該指令。 PIDx_INIT 指令的輸入和輸出取決于在PID 向?qū)е兴鞯倪x擇。例如，如果選擇“增加PID手動(dòng)控制”功能則在指令中將顯示Auto_Manual（自動(dòng)/手動(dòng)切換）和ManualOutput（手動(dòng)模式下的輸出值）輸入，如果在 PID 向?qū)У摹盎芈穲?bào)警選項(xiàng)”屏幕中選擇“使能低限報(bào)警（PV）”，則在指令中將顯示Low

9、Alarm（低限報(bào)警）輸出。,26,PID相關(guān)指令及回路表 PIDx_INIT指令,27,PID相關(guān)指令及回路表回路表,PID回路表,28,PID溫度控制示例實(shí)現(xiàn)過(guò)程,通過(guò)PID向?qū)渲肞ID回路 PID相關(guān)指令及回路表 通過(guò)文本顯示向?qū)渲肨D200C顯示屏 編寫程序,29,PID溫度控制示例通過(guò)向?qū)渲肨D200C顯示屏,進(jìn)入文本顯示的配置向?qū)?選擇 TD 型號(hào)和版本 使能標(biāo)準(zhǔn)菜單、密碼及設(shè)置更新速率 設(shè)置本地化顯示 配置鍵盤按鍵 基本配置完成，進(jìn)行用戶菜單配置。 定義用戶菜單和文字 完成用戶菜單配置 向?qū)Р糠滞瓿?為配置分配存儲(chǔ)區(qū) 生成項(xiàng)目組件,步驟,30,配置TD200C顯示屏,選擇項(xiàng)

10、目樹中的“向?qū)?文本顯示”進(jìn)入文本顯示屏配置向?qū)?步驟1：進(jìn)入文本顯示配置向?qū)?31,配置TD200C顯示屏,點(diǎn)擊“下一步”按鈕進(jìn)入下一步。,步驟1：進(jìn)入文本顯示配置向?qū)?32,配置TD200C顯示屏,1. 選擇TD的型號(hào)和版本。 2. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕進(jìn)入下一步。,步驟2：選擇TD型號(hào)和版本,33,配置TD200C顯示屏,1. 設(shè)置密碼保護(hù)，這里未啟用密碼保護(hù) 2. 使能標(biāo)準(zhǔn)菜單，根據(jù)需要選擇。 3. 設(shè)置更新速率。 4. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕進(jìn)入下一步。,步驟3：使能標(biāo)準(zhǔn)菜單、密碼及設(shè)置更新速率,34,配置TD200C顯示屏,1. 選擇顯示文本的語(yǔ)言。 2. 選擇顯示文本的字符集。 3.

11、點(diǎn)擊“下一步”按鈕進(jìn)入下一步。,步驟4：配置本地化顯示,35,配置TD200C顯示屏,1. 配置鍵盤按鈕的動(dòng)作，可以選擇“置位”或“瞬動(dòng)觸點(diǎn)”。 2. 設(shè)置顯示相應(yīng)的響應(yīng)標(biāo)志。 3. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕進(jìn)入下一步。,步驟5：配置鍵盤按鍵,36,配置TD200C顯示屏,點(diǎn)擊“用戶菜單”選項(xiàng)進(jìn)入用戶菜單配置向?qū)А?步驟6：基本配置完成進(jìn)入用戶菜單配置,37,配置TD200C顯示屏,1. 定義用戶菜單，這里定義了三個(gè)用戶菜單分別是：PID溫度監(jiān)測(cè)，PID參數(shù)設(shè)定，PID目標(biāo)溫度設(shè)定。 2. 選擇“PID溫度監(jiān)測(cè)”菜單點(diǎn)擊“添加屏幕”按鈕為其添加一個(gè)屏幕。該屏幕用于顯示PID溫度控制系統(tǒng)的實(shí)際溫度。,

12、步驟7：定義用戶菜單和文字,38,配置TD200C顯示屏,1. 輸入要在屏幕上顯示的文本。 2. 點(diǎn)擊“插入PLC數(shù)據(jù)”按鈕在屏幕上插入一個(gè)區(qū)域用來(lái)顯示PLCV存儲(chǔ)區(qū)中某一地址的值。,步驟7：定義用戶菜單和文字,39,配置TD200C顯示屏,1. 指定數(shù)據(jù)地址為VD1000（后面編寫PLC程序是會(huì)用到該地址）。 2. 選擇數(shù)據(jù)格式為實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）。 3. 設(shè)置顯示到小數(shù)點(diǎn)后一位。 4. 點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕完成PLC數(shù)據(jù)的插入。,步驟7：定義用戶菜單和文字,40,配置TD200C顯示屏,點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕完成一個(gè)屏幕的添加。,步驟7：定義用戶菜單和文字,41,配置TD200C顯示屏,按照上面的方法為

13、菜單“PID參數(shù)設(shè)定”添加三個(gè)屏幕 屏幕0：用于設(shè)定比例增益系數(shù)Kc 屏幕1：用于設(shè)定積分時(shí)間常數(shù)Ti 屏幕2：用于設(shè)定文分時(shí)間常數(shù)Td,步驟7：定義用戶菜單和文字,42,配置TD200C顯示屏,步驟7：定義用戶菜單和文字,屏幕0,用于設(shè)定比例增益系數(shù)Kc,43,配置TD200C顯示屏,步驟7：定義用戶菜單和文字,屏幕0中PLC數(shù)據(jù)的屬性,數(shù)據(jù)地址為VD412（根據(jù)PID回路表VD412中的值既是Kc）。 數(shù)據(jù)格式為實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）。 顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位 允許用戶編輯,44,配置TD200C顯示屏,步驟7：定義用戶菜單和文字,屏幕1,用于設(shè)定積分時(shí)間常數(shù)Ti,45,配置TD200C顯示屏,步驟7：

14、定義用戶菜單和文字,屏幕1中PLC數(shù)據(jù)的屬性,數(shù)據(jù)地址為VD420（根據(jù)PID回路表VD412中的值既是Ti）。 數(shù)據(jù)格式為實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）。 顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位 允許用戶編輯,46,配置TD200C顯示屏,步驟7：定義用戶菜單和文字,屏幕2,用于設(shè)定微分時(shí)間常數(shù)Td,47,配置TD200C顯示屏,步驟7：定義用戶菜單和文字,屏幕2中PLC數(shù)據(jù)的屬性,數(shù)據(jù)地址為VD424（根據(jù)PID回路表VD412中的值既是Td）。 數(shù)據(jù)格式為實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）。 顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位 允許用戶編輯,48,配置TD200C顯示屏,按照上面的方法為菜單“PID目標(biāo)溫度設(shè)定”添加一個(gè)屏幕0 用于設(shè)定PID溫度控制系統(tǒng)的目標(biāo)溫

15、度,步驟7：定義用戶菜單和文字,屏幕0,49,配置TD200C顯示屏,步驟7：定義用戶菜單和文字,屏幕0中PLC數(shù)據(jù)的屬性,數(shù)據(jù)地址為VD2000（后面編寫PLC程序時(shí)會(huì)用到該地址）。 數(shù)據(jù)格式為實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）。 顯示小數(shù)點(diǎn)后一位 允許用戶編輯,50,配置TD200C顯示屏,步驟8：完成用戶菜單配置,點(diǎn)擊“下一步”按鈕完成用戶菜單配置。,51,配置TD200C顯示屏,步驟9：向?qū)Р糠滞瓿?點(diǎn)擊“下一步”按鈕進(jìn)入下一步。,52,配置TD200C顯示屏,步驟10：為配置分配存儲(chǔ)區(qū),1. 選擇一個(gè)未使用的V存儲(chǔ)區(qū)來(lái)存放模塊的配置信息，可以點(diǎn)擊“建議地址”按鈕，讓系統(tǒng)來(lái)選定一個(gè)合適的存儲(chǔ)區(qū)。 2. 點(diǎn)擊“下一步”按鈕進(jìn)入下一步。,53,配置TD200C顯示屏,步驟11：生成項(xiàng)目組件,點(diǎn)擊“完成”按鈕完成配置,54,PID溫度控制示例實(shí)現(xiàn)過(guò)程,通過(guò)PID向?qū)渲肞ID回路 PID相關(guān)指令及回路表 通過(guò)文本顯示向?qū)渲肨D200C顯示屏 編寫程序,55,實(shí)現(xiàn)過(guò)程編寫程序,網(wǎng)絡(luò)1. 使用SM0.0調(diào)用PI