S7_200PLC的PID参数自整定功能及其应用
- 格式:pdf
- 大小:232.62 KB
- 文档页数:2


1. PID调节器的适用范围PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
2. PID参数的意义和作用指标分析P、I、D: y=yP+yi+ yd2.1. P参数设置名称:比例带参数,单位为(%)。
比例作用定义:比例作用控制输出的大小与误差的大小成正比,当误差占量程的百分比达到P值时,比例作用的输出=100%,这P就定义为比例带参数。
即yp= ×100% = ×100% = Kp • Err (1)(其中:yP=KP•Δ、Δ=SP-PV,取0-100%)KP=1/(FS•P)也可以理解成,当误差达到量程乘以P(%)时,比例作用的输出达100%。
例:对于量程为0-1300℃的温控系统,当P设置为10%时,FS乘以P等于130℃,说明当误差达到130℃时,比例作用的输出等于100%,误差每变化1℃,比例作用输出变化0.79%,若需加大比例作用的调节能力,则需把P参数设置小些,或把量程设置小些。
具体多少可依据上述方法进行定量计算。
P=输出全开值/FS•100%P参数越小比例作用越强,动态响应越快,消除误差的能力越强。
但实际系统是有惯性的,控制输出变化后,实际PV值变化还需等待一段时间才会缓慢变化。
由于实际系统是有惯性的,比例作用不宜太强,比例作用太强会引起系统振荡不稳定。
P参数的大小应在以上定量计算的基础上根据系统响应情况,现场调试决定,通常将P参数由大向小调,以能达到最快响应又无超调(或无大的超调)为最佳参数。
2.2. I参数设置名称:积分时间,单位为秒。
积分作用定义:对某一恒定的误差进行积分,令其积分“I”秒后,其积分输出应与比例作用等同,这I就定义为积分时间。
即:Ki∫I O Errdt = Ki • I • Err = Kp • Err (2 )Ki = Kp /I (3 )yi = Ki ∫t o Err (t)dt (4 )为什么要引进积分作用呢?前面已经分析过,比例作用的输出与误差的大小成正比,误差越大,输出越大,误差越小,输出越小,误差为零,输出为零。
S7-200 PLC的PID参数自整定功能及其应用介绍了西门子新一代小型PLC S7-200的PID参数自整定的基本思想和PID整定控制面板的使用方法。
PID控制回路的参数整定是模拟量闭环控制中的一个难点,如果初始参数选择不当,可能会出现很大的超调量,甚至使系统不稳定。
西门子公司的新一代小型S7-200 PLC具有PID 参数自整定功能,V4.0版的编程软件STEP7-Micro/WIN增加了PID整定控制面板。
这两项功能相结合,使用户能轻松地实现PID的参数自整定,同时可以对最多8个回路进行自整定。
自整定能提供一组近似最优的整定参数。
自整定的基本方法S7-200使用的自整定算法基于K. J. ?str?m和T. H?gglund在1984年提出的继电反馈算法,该算法在一个稳定的控制过程中产生一个小幅度的持续振荡。
根据过程变量振荡的周期和幅度的变化,确定最终的频率和增益,并用它们来求出PID控制器的增益、积分时间常数和微分时间常数的推荐值。
自整定能用于正作用和反作用的P、PI、PD、PID回路的整定。
自动确定滞后和偏差自整定除了推荐整定值外,还可以自动确定滞后(hysteresis)值和过程变量峰值偏差(deviation)值。
在限制由PID自整定建立的持续振荡的幅值时,这些参数用于减少过程噪声的影响,从而更精确地计算出过程的自然振荡频率。
自整定过程在确定了滞后值和偏差值之后,将初始阶跃施加到回路的输出量,开始执行自整定过程。
输出值的阶跃变化会使过程变量值产生相应的变化。
当输出值的变化使过程变量超出滞后区范围时,检测到一个过零(zero-crossing)事件。
在发生过零事件时,自整定将向相反方向改变输出值。
自整定继续对过程变量进行采样,并等待下一个过零事件,该过程总共需要12次过零才能完成。
过程变量的峰-峰值(峰值误差)和过零事件产生的速率都与控制过程的动态特性直接相关。
在自整定过程初期,会适当调节输出阶跃值,从而使过程变量的峰-峰值更接近希望的偏差值。
精通S7-200PID系列教程--PID介绍写在前面PID的使用一直是初学者面前的拦路虎,本文以西门子S7-200为例讲解PID的使用,力求以通俗易懂的语言把其中的难点、重点描述出来,希望能对于没有控制理论基础的人理解PID有帮助精通S7-200 PID系列教程--PID介绍文/PLC技术支持图/网络1、PID是什么在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。
由比例单元P、积分单元I 和微分单元D组成。
这么说对于没有基础的可能比较难理解,下面用一则故事解释。
小凯接到这样一个任务:有一个水缸有点漏水、而且漏水的速度还不一定固定不变,要求水面高度维持在某个位置,一旦发现水面高度低于要求位置,就要往水缸里加水,这里水面高度就是系统的设定值(给定值)。
实际过程中的水位是系统的实际值(反馈值)。
小凯接到任务后就一直守在水缸旁边,时间长就觉得无聊,就跑到房里看小说了,每30分钟来检查一次水面高度。
水漏得太快,每次小凯来检查时,水都快漏完了,离要求的高度相差很远。
于是小凯改为每3分钟来检查一次,结果每次来水都没怎么漏,不需要加水,来得太频繁做的是无用功。
几次试验后,确定每10分钟来检查一次。
这个检查时间就称为采样周期(T)。
开始小凯用瓢加水,水龙头离水缸有十几米的距离,经常要跑好几趟才加够水。
于是小凯改为用桶加,一加就是一桶,跑的次数少了,加水的速度也快了。
但好几次将缸给加溢出了,不小心弄湿了几次鞋。
小凯又开始动脑筋了,我不用瓢也不用桶,老子用盆,几次下来,发现刚刚好,不用跑太多次,也不会让水溢出。
这个加水工具的大小就称为比例系数(P)。
可新问题又出现了,虽然不会加过量溢出,但有时会高过要求位置比较多,还是有打湿鞋的危险。
聪明的小凯又想了个办法,在水缸上装一个漏斗,每次加水不直接倒进水缸,而是倒进漏斗让它慢慢加。
这样溢出的问题就解决了,但加水的速度又慢了,有时还赶不上漏水的速度。