PID Compact V2 組態(tài)

時間：2021-07-06作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：210

S7-1200 PID Compact V2 組態(tài)步驟

使用 PID 功能，必須先添加循環(huán)中斷，需要在循環(huán)中斷中添加 PID_Compact 指令。在循環(huán)中斷的屬性中，可以修改其循環(huán)時間。

圖1.添加循環(huán)中斷后在屬性界面修改其循環(huán)時間

因?yàn)槌绦驁?zhí)行的掃描周期不相同，一定要在循環(huán)中斷里調(diào)用 PID 指令。
注意：為保證以恒定的采樣時間間隔執(zhí)行 PID 指令，必須在循環(huán) OB 中調(diào)用。

在“指令 > 工藝 > PID 控制 > Compact PID（注意版本選擇） > PID_Compact”下，將 PID_Compact 指令添加至循環(huán)中斷。

圖2.在循環(huán)中斷中添加 PID_Compact 指令

當(dāng)添加完 PID_Compact 指令后，在項(xiàng)目樹 > 工藝對象文件夾中，會自動關(guān)聯(lián)出 PID_Compact_x[DBx]，包含其組態(tài)界面和調(diào)試功能。

圖3.工藝對象中關(guān)聯(lián)生成 PID_Compact

使用 PID 控制器前，需要對其進(jìn)行組態(tài)設(shè)置，分為基本設(shè)置、過程值設(shè)置、**設(shè)置等部分。

圖4.PID_Compact 組態(tài)界面

基本設(shè)置

1、基本設(shè)置--控制器類型
a. 為設(shè)定值、過程值和擾動變量選擇物理量和測量單位。
b. 正作用：隨著 PID 控制器的偏差增大，輸出值增大。 反作用：隨著PID控制器的偏差增大，輸出值減小。PID_Compact 反作用時，可以勾選“反轉(zhuǎn)控制邏輯”；或者用負(fù)比例增益。
c. 要在 CPU 重啟后切換到“模式”(Mode) 參數(shù)中保存的工作模式，請勾選“在 CPU 重啟后激活模式”。

圖5. PID_Compact > 基本設(shè)置 > 控制器類型

2、基本設(shè)置--定義 Input/Output 參數(shù)
定義 PID 過程值和輸出值的內(nèi)容，選擇 PID_Compact 輸入、輸出變量的引腳和數(shù)據(jù)類型。

圖6. PID_Compact > 基本設(shè)置 > 定義 Input/Output

過程值設(shè)置

1、過程值設(shè)置--過程值限值
必須滿足過程值下限<過程值上限。如果過程值**出限值，就會出現(xiàn)錯誤 (ErrorBits = 0001h)。

圖7. 設(shè)置過程值限值

2、過程值設(shè)置--過程值標(biāo)定
a. 當(dāng)且僅當(dāng)在 Input/Output 中輸入選擇為 “Input_PER” 時，才可組態(tài)過程值標(biāo)定。
b. 如果過程值與模擬量輸入值成正比，則將使用上下限值對來標(biāo)定 Input_PER。
c. 必須滿足范圍的下限<上限。
 
圖8. 進(jìn)行過程值標(biāo)定

**設(shè)置

1、**設(shè)置--過程值監(jiān)視
a. 過程值的監(jiān)視限值范圍需要在過程值限值范圍之內(nèi)。
b. 過程值**過監(jiān)視限值，會輸出警告。過程值**過過程值限值，PID輸出報(bào)錯，切換工作模式。

圖9.設(shè)置過程監(jiān)控值設(shè)置，與過程值限對比

2、**設(shè)置-- PWM 限制
輸出參數(shù) Output 中的值被轉(zhuǎn)換為一個脈沖序列，該序列通過脈寬調(diào)制在輸出參數(shù) Output_PWM 中輸出。在 PID 算法采樣時間內(nèi)計(jì)算 Output，在采樣時間 PID_Compact 內(nèi)輸出 Output_PWM。

圖10.PID_Compact 的 PWM 輸出原理

a. 為較大程度地減小工作頻率并節(jié)省執(zhí)行器，可延長較短開/關(guān)時間。
b. 如果要使用 “Output” 或 “Output_PER”，則必須分別為較短開關(guān)時間組態(tài)值 0.0。
c. 脈沖或中斷時間永遠(yuǎn)不會小于較短開關(guān)時間。例如，在當(dāng)前 PID 算法采樣周期中，如果輸出小于較短接通時間將不輸出脈沖，如果輸出大于（PID 算法采樣時間-較短關(guān)閉時間） 則整個周期輸出高電平。
d. 在當(dāng)前 PID 算法采樣周期中，因小于較短接通時間未能輸出脈沖的，會在下一個 PID 算法采樣周期中累加和補(bǔ)償由此引起的誤差。
較短開/關(guān)時間只影響輸出參數(shù) Output_PWM，不用于 CPU 中集成的任何脈沖發(fā)生器。

示例：PID_Compact 采樣時間=100ms；PID 算法采樣時間=1000ms；較短開啟時間=200 ms（即已組態(tài)的較小接通脈沖為 PID_Compact 的 20%），若此時 PID 輸出恒定為 15%。
則在**個周期內(nèi)不輸出脈沖，在*二個周期內(nèi)將**個周期內(nèi)未輸出的脈沖累加到*二個周期的脈沖，依次輸出。如圖 11 所示。

圖11.PWM 較小開/關(guān)時間影響示例圖

3、**設(shè)置--輸出值限值
a. 在“輸出值的限值”窗口中，以百分比形式組態(tài)輸出值的限值。 無論是在手動模式還是自動模式下，都不要**過輸出值的限值。
b. 手動模式下的設(shè)定值 ManualValue，必須介于輸出值的下限 （Config.OutputLowerLimit） 與輸出值的上限 （ Config.OutputUpperLimit ）之間的值。
c. 如果在手動模式下*了一個**出限值范圍的輸出值，則 CPU 會將有效值限制為組態(tài)的限值。
d. PID_compact 可以通過組態(tài)界面中輸出值的上限和下限修改限值。較廣范圍為 -100.0 到 100.0，如果采用 Output_PWM 輸出時限制為 0.0 到 100.0 。

圖12.過程監(jiān)控值設(shè)置和過程值限對比

4、**設(shè)置--對錯誤的響應(yīng)
a. 在 PID Compact V1 時，如果 PID 控制器出現(xiàn)錯誤，PID 會自動切換到“未激活”模式。在 PID_Compact V2 時，可以預(yù)先設(shè)置錯誤響應(yīng)時 PID 的輸出狀態(tài)，如圖 13 所示。以便在發(fā)生錯誤時，控制器在大多數(shù)情況下均可保持激活狀態(tài)。
b. 如果控制器頻繁發(fā)生錯誤，建議檢查 Errorbits 參數(shù)并消除錯誤原因。

圖13.PID 組態(tài)**設(shè)置_對錯誤的響應(yīng)

根據(jù)錯誤代碼來分析錯誤原因。根據(jù)組態(tài)界面所設(shè)置的“對錯誤的響應(yīng)”，不同錯誤的響應(yīng)狀態(tài)也不一樣，如下表所示：

	非活動	錯誤待定時的當(dāng)前值	錯誤未決時的替代輸出值
0001H 0800H 40000H	對于所有錯誤，PID 均輸出 0.0，Error=1，會切換到 “未激活”模式（State=0）。 當(dāng)錯誤離開后，可通過 Reset 的下降沿或者 ModeActive 的上升沿來切換工作模式。	自動模式下出現(xiàn)錯誤 PID Compact 仍保持自動模式（State=3），Error=1，輸出錯誤發(fā)生前的最后一個有效值。錯誤離開后 Error=0、錯誤代碼保留、PID_Compact 從自動模式開始運(yùn)行。	/
0002H 0200H 0400H 1000H		/	自動模式下出現(xiàn)錯誤 PID Compact 切換到“帶錯誤監(jiān)視的替代輸出值”模式（State=5），Error=1，輸出組態(tài)的替換輸出值。錯誤離開后 Error=0、錯誤代碼保留、PID_Compact 從自動模式開始運(yùn)行。
0004H 0008H 0010H 0080H 0100H		在調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)錯誤時，PID_Compact 取消調(diào)節(jié)模式，直接切換到Mode 參數(shù)中保存的工作模式運(yùn)行。	/
0020H		精確調(diào)節(jié)期間無法再啟動預(yù)調(diào)節(jié)，則 PID_Compact 的 Error=1、State 保持不變，即保持在精確調(diào)節(jié)模式。	/
10000H		手動模式下發(fā)生錯誤則繼續(xù)使用手動值作為輸出，Error=1、State 保持不變。	如果手動值無效（10000H）則輸出組態(tài)的替換輸出值。當(dāng) ManualValue 中*有效值后，則 Error=0、PID_Compact 便會將其作為輸出值。
20000H		/	自動模式下發(fā)生錯誤需要輸出替代值時，如果替代輸出值無效則 PID Compact 切換到“帶錯誤監(jiān)視的替代輸出值”模式（State=5），并輸出輸出值的下限。 錯誤離開后 PID_Compact 切換回自動模式。

5、**設(shè)置--手動輸入 PID 參數(shù)
a. 在 PID Compact 組態(tài)界面可以修改 PID 參數(shù)，通過此處修改的參數(shù)對應(yīng)工藝對象背景數(shù)據(jù)塊 > Static > Retain > PID 參數(shù)。
b. 通過組態(tài)界面修改參數(shù)需要重新下載組態(tài)并重啟 PLC。建議直接對工藝對象背景數(shù)據(jù)塊進(jìn)行操作。

圖14.PID 組態(tài)**設(shè)置_手動輸入 PID 參數(shù)

具體應(yīng)用“在PID Compact組態(tài)界面里手動輸入PID參數(shù)，為什么重新下載后新的參數(shù)不起作用？”

工藝對象背景數(shù)據(jù)塊

PID Compact 指令的背景數(shù)據(jù)塊屬于工藝對象數(shù)據(jù)塊，打開方式：選擇項(xiàng)目樹 > 工藝對象 > PID_Compact_x[DBy]，操作步驟如圖所示：

圖15.打開 PID Compact 工藝對象數(shù)據(jù)塊

工藝對象數(shù)據(jù)塊主要分10 部分：1-Input，2-Output，3-Inout，4-Static，5-Config，6-CycleTime，7-CtrlParamsBackUp，8-PIDSelfTune，9-PIDCtrl，10-Retain.其中1,2,3 這部分參數(shù)在 PID_Compact 指令中有參數(shù)引腳。
工藝對象數(shù)據(jù)塊的屬性為優(yōu)化的塊訪問，即以符號進(jìn)行尋址。

常用的 PID 參數(shù)：比例增益、積分時間、微分時間，見工藝對象數(shù)據(jù)塊 > Static > Retain 中，如圖所示：

圖16.PIC Compact 工藝對象數(shù)據(jù)塊中的 PID 參數(shù)

工藝對象背景數(shù)據(jù)塊的常見問題

通過觸摸屏或第三方設(shè)備，如何設(shè)置 PID Compact 的參數(shù)：如比例增益、積分時間、微分時間？

第三方上位機(jī)或觸摸屏，多數(shù)不能直接訪問 S7-1200 中符號尋址的變量。這種情況下，可以使用**地址的變量與 PID_Compact 工藝對象數(shù)據(jù)塊中的增益、積分、微分的變量之間做數(shù)據(jù)傳送。只需要在第三方設(shè)備的用戶畫面中，訪問對應(yīng)的**地址變量即可。PID 參數(shù)修改后實(shí)時生效，不需要重啟 PID 控制器和 PLC。如圖 17 所示：

1.觸摸屏訪問的變量是**地址尋址，工藝對象背景數(shù)據(jù)塊里對應(yīng)變量是符號尋址。
2.設(shè)置**地址變量的保持性，實(shí)現(xiàn)斷電數(shù)據(jù)保持。
3.通過指令實(shí)現(xiàn)**地址與符號地址變量的數(shù)據(jù)傳送。




圖17.第三方設(shè)備訪問并設(shè)置 PID 增益積分微分





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• 詞條

  詞條說明

• 屬性和對象過濾器的使用示例

  在項(xiàng)目中搜索的示例屬性和對象過濾器的使用示例搜索編輯器在“限制搜索范圍”(Limit Search To) 區(qū)域提供過濾器，用以將搜索范圍限制為特定屬性或?qū)ο?。?jǐn)記以下機(jī)制：如果未激活任何過濾器，則將在所設(shè)置的搜索區(qū)域內(nèi)能夠搜索到的全部對象和屬性中搜索該搜索條目。如果激活過濾器，則只針對所選屬性或?qū)ο筮M(jìn)行搜索。屬性和對象過濾器的使用示例：搜索名為“Motor1”的對象：輸入搜索條目并激活過濾器“名

• 時間同步

  時間同步時間同步此選項(xiàng)用于決定 CP 是否處理時間幀。根據(jù)時間主站的位置，會有下列兩個可用的選項(xiàng)主站（時間發(fā)送器）時間消息可以來自 PC 站，然后轉(zhuǎn)發(fā)到子網(wǎng) (LAN)。 執(zhí)行時間主站功能的 PC 應(yīng)用程序以作業(yè)形式將時間信息傳送給 CP。從站（時間接收器）時間消息可以來自子網(wǎng) (LAN)，然后轉(zhuǎn)發(fā)到該站。 PC 應(yīng)用程序可使用相應(yīng)的作業(yè)來讀取傳送的時間。如果工作站中運(yùn)行了幾個 CP，則應(yīng)考慮涉及

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  基于端口的 VLAN處理接收到的幀在此頁面中，*用于接收幀的端口屬性組態(tài)。顯示框說明表 1 包含以下列：端口 (Port)顯示設(shè)置對于所有端口有效。**級?/?端口 VID?/?可接受幀?/?入站過濾?(Priority / Port VID / Acceptable Frames / Ingress Filtering)選擇

• 類型的較新和升級示例

  類型的較新和升級示例說明有一個項(xiàng)目庫，其中的類型以不同方式進(jìn)行相互引用。函數(shù)“BlockWithArrayStarIn_FC”由兩個函數(shù)塊分別調(diào)用。函數(shù)“BlockWithArrayStarIn_FC”可在項(xiàng)目庫之外獨(dú)立進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)。要求已創(chuàng)建有帶有所有所有相關(guān)類型的項(xiàng)目庫。操作步驟要在項(xiàng)目之外獨(dú)立開發(fā)類型“BlockWithArrayStarIn_FC”，請按以下步驟操作：將類型從項(xiàng)目庫復(fù)制到