第29讲 S7-300模拟量控制基础

《S7-300PLC编程与应用从入门到提高》主讲：阳胜峰第29讲S7-300模拟量控制基础一、闭环控制与PID调节器二、使用SFB41(或FB41)实现PID控制一、闭环控制与PID调节器1.模拟量单闭环控制系统的组成2、闭环控制反馈极性的确定在开环状态下运行PID控制程序。如果控制器中有积分环节，因为反馈被断开了，不能消除误差，D/A转换器的输出电压会向一个方向变化。如果假设接上执行机构，能减小误差，则为负反馈，反之为正反馈。以温度控制为例，假设开环运行时给定值大于反馈值，若D/A转换器的输出值不断增大，如果形成闭环，将使用电动调节阀的开度增大，闭环后温度反馈值将会增大，使误差减小，由此可判定系统是负反馈。一、闭环控制与PID调节器3、PID控制器的优点(1)不需要被控对象的数学模型。(2)结构简单，容易实现。(3)有较强的灵活性和适应性。根据被控对象的具体情况，可采用PID控制器的多种变化和改进的控制方式，如PI、PD、带死区的PID等。(4)使用方便。现在很多PLC都提供具有PID控制功能的产品，使用简单方便。一、闭环控制与PID调节器4、PID控制器的数字化模拟量PID控制器的输出表达式为：需要较好的动态品质和较高的稳态精度时，可以选用PI；控制对象的惯性滞后较大时，应选择PID控制方式。一、闭环控制与PID调节器5、死区特性在PID控制中的应用一、闭环控制与PID调节器二、使用SFB41(或FB41)实现PID控制1、设定值与过程变量的处理(1)设定值的输入设定值的输入如图所示，浮点数格式的设定值（setpoint）用变量SP_INT（内部设定值）输入。(2)过程变量的输入可以用两种方式输入过程变量（即反馈值）：用PV_IN（过程输入变量）输入浮点格式的过程变量，此时开关量PVPER_ON（外围设备过程变量）应用0状态。PVPER_ON（外围设备过程变量）输入外围设备（I/O）格式的过程变量，即用模拟量输入模块产生的数字值作为PID控制的过程变量，此时开关量PVPER_ON应为1状态。(3)外部设备过程变量转换为浮点数外部设备（即模拟量输入模块）正常范围的最大输出值（100.0%）为27648，功能CRP_IN将外围设备输入值转换为-100%~+100%之间的浮点数格式的数值，CPR_IN的输出（以%为单位）用下式计算：PV_R=PV_PER×100/27648(4)外部设备过程变量的标准化PV_NORM功能用下面的公式将CRP_IN的输出PV_R格式化：PV_NORM的输出=PV_R×PV_FAC+PV_OFF式中，PV_FAC为过程变量的系数，默认值为1.0；PV_OFF为过程变量的偏移量，默认值为0.0。它们用来调节过程输入的范围。如果设定值有物理意义，实际值（即反馈值）也可以转换为物理值。2．PID控制器的结构3、控制器输出值的处理4、SFB41的参数(2)常用输出参数END