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手把手教你S7-1200中如何实现PID控制
发布时间:2024-06-16

【一】PID控制PID功能用于对闭环过程进行控制。PID控制适用于温度、压力和流量等物理量,是工业现场中应用最为广泛的一种控制方式,其原理是对被控对象设定一个给定值然后将实际值测量出来,并与给定值比较,将其差值送入PID控制器,PID控制器按照一定的运算规律,计算出结果,即为输出值,送到执行器进行调节,其中的P、I和D指的是比例、积分和微分,是一种闭环控制算法。通过这些参数,可以使被控对象追随给定值变化并使系统达到稳定,自动消除各种干扰对控制过程的影响。

【一】S7-1200的PID控制

S7-1200 CPU提供了PID控制器回路数量受到CPU的工作内存及支持DB块数量限制。严格上说并没有限制具体数量,但实际应用推荐客户不要超过16路PID回路。可同时进行回路控制,用户可手动调试参数,也可使用自整定功能,提供了两种自整定方式由PID控制器自动调试参数。另外STEP7 Basic还提供了调试面板,用户可以直观的了解控制器及被控对象的状态。PID控制器功能主要依靠三部分实现,循环中断块,PID指令块,工艺对象背景数据块。用户在调用PID指令块时需要定义其背景数据块,而此背景数据块需要在工艺对象中添加,称为工艺对象背景数据块。PID指令块与其相对应的的工艺对象背景数据块组合使用,形成完整的PID控制器。自软件 博途V13 起,固件为 4.0 或更高版本的 S7-1200,可以使用 PID_Compact V2.2 指令。S7-1200 在 V4.0 以上,博途 V13 SP1 以上,使用 S7-PLCSIM V13 SP1 可以仿真 PLC 程序,但不支持工艺功能(高速计数器、运动控制、PID 调节)的仿真。

(1)下表显示了 PID_Compact 的每个版本可用于哪种 CPU:

CPU

FW

PID_Compact

S7-1200 

≥ V4.x

V2.2
V1.2

S7-1200

≥ V3.x

V1.2
V1.1

S7-1200

≥ V2.x

V1.2
V1.1

S7-1200

≥ V1.x

V1.0

(2)PID_Compact V2.0 工艺对象典型 CPU 处理时间(取决于 CPU 类型):

CPU

典型 CPU 处理时间 (PID_Compact V2.x)

CPU 1211C ≥ V4.0

300 µs

CPU 1215C ≥ V4.0

300 µs

CPU 1217C ≥ V4.0

300 µs

(3)PID_Compact V2.0 工艺对象背景数据块的存储器要求:

分类

PID_Compact V2.x 背景数据块的存储器要求

装载存储器要求

约 12000 个字节

总工作存储器要求

788 个字节

保持性工作存储器要求

44 个字节

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模拟量闭环控制系统-PID控制的特点:

不需要被控对象的数学模型,结构简单容易实现,使用方便有较强的灵活性和适应性。

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