S7-200+PID温度控制(图文并茂、一看就懂)

HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible1S7-200PID温度控制PID设置PID编程NEW!HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible2S7-200PID温度控制•PID控制理论简介•PID温度控制示例–工作原理–任务目标–实现过程提纲HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible3PID控制理论简介•PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。•它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kc，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible4PID控制理论简介－比例调节•按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的振荡。比例调节作用HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible5PID控制理论简介－积分调节•使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ki，Ki越小，积分作用就越强。反之Ki大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。积分调节作用HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible6PID控制理论简介－微分调节•微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器。微分调节作用HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible7PID温度控制示例•PID控制理论简介•PID温度控制示例–工作原理–任务目标–实现过程提纲HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible8S7-200PID温度控制•工作原理•任务目标•实现过程PID温度控制示例HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible9PID温度控制示例－工作原理•PID温度控制系统是一个闭环系统，由PLC的输出控制加热器对热电阻的加热程度.•同时通过温度传感器将热电阻当前的实际温度转变成电信号，再通过PLC的模拟量输入端将温度传感器传回来的电信号转变成数字量传送给CPU以用于计算。•对PLC进行编程，可以设定目标温度，然后通过PID调节控制PLC的输出，使热电阻的实际温度逐渐趋近于目标温度。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible10PID温度控制示例•工作原理•任务目标•实现过程PID温度控制示例HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible11PID温度控制示例－任务目标•使用西门子文本显示屏TD200C实时监测热电阻的实际温度•并且可以通过显示屏设定目标温度以及PID控制参数。通过PLC实现温度的PID调节。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible12PID温度控制示例•工作原理•任务目标•实现过程PID温度控制示例HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible13PID温度控制示例－实现过程•通过PID向导配置PID回路•PID相关指令及回路表•通过文本显示向导配置TD200C显示屏•编写程序HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible14实现过程－通过PID向导配置PID回路•1进入PID配置向导•2选择要配置的PID回路•3设置回路参数•4设置回路的输入/输出选项•5设置回路的报警选项•6为配置分配存储区•7指定子程序和中断程序•8生成PID代码完成配置步骤HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible15配置PID回路－步骤1：进入PID配置向导•选择项目树中的“向导-PID”进入PID配置向导HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible161.选择要配置的PID回路。2.点击“下一步”按钮。配置PID回路－步骤2：选择要配置的PID回路HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible17配置PID回路－步骤3：设置回路参数1.设置给定值的最小值为0.0最大值为60.0,即给定的温度范围是0～60度。2.设置PID控制参数均使用默认值。3.点击“下一步”按钮。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible18配置PID回路－步骤4：设置回路的输入/输出选项1.指定回路的过程变量（pv）使用单极性标定。2.设置过程变量（pv）的标定范围为0～32000。3.设置输出类型为数字量输出，占空比周期为1秒。4.点击“下一步”按钮。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible19配置PID回路－步骤5：设置回路的报警选项•点击“下一步”按钮。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible20配置PID回路－步骤6：为配置分配存储区1.选择一个未使用的V存储区来存放模块的配置信息，可以点击“建议地址”按钮，让系统来选定一个合适的存储区。这里PID回路存储区的首地址为VB400。2.点击“下一步”按钮。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible21配置PID回路－步骤7：指定子程序和中断程序1.为向导子程序和中断程序命名。2.点击“下一步”按钮。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible22配置PID回路－步骤8：生成PID代码完成配置•点击“完成”按钮生成PID代码完成配置。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible23PID温度控制示例－实现过程•通过PID向导配置PID回路•PID相关指令及回路表•通过文本显示向导配置TD200C显示屏•编写程序HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible24实现过程－PID相关指令及回路表•通过向导完成对PID回路的配置后回生成子程序“PIDx_INIT”。相关指令HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible25PID相关指令及回路表－PIDx_INIT指令•PIDx_INIT指令根据在PID向导中设置的输入和输出执行PID功能。每次扫描均调用该指令。•PIDx_INIT指令的输入和输出取决于在PID向导中所作的选择。例如，如果选择“增加PID手动控制”功能则在指令中将显示Auto_Manual（自动/手动切换）和ManualOutput（手动模式下的输出值）输入，如果在PID向导的“回路报警选项”屏幕中选择“使能低限报警（PV）”，则在指令中将显示LowAlarm（低限报警）输出。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible26PID相关指令及回路表－PIDx_INIT指令输入/输出数据类型注释EN布尔使能位，为1时调用该指令PV_I整数PID回路的过程变量Setpoint_R实数PID回路的设定值Auto_Manual布尔PID手动/自动切换ManualOutput实数手动模式下的输出值Output(数字)布尔由向导确定PLC输出为数字量Output(模拟)整数由向导确定PLC输出为模拟量HighAlarm布尔高限报警LowAlarm布尔低限报警ModuleErr布尔模拟量输入模块报错HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible27PID相关指令及回路表－回路表PID回路表PID回路表偏移量域格式类型说明0进程变量双字—实数入包含进程变量，必须在0.0至4设定值双字—实数入包含设定值，必须在0.0至1.0范围内。8输出双字—实数入/出包含计算输出，在0.0至1.0范围内。12增益双字—实数入包含增益，此为比例常数，可为正数或负数。16采样时间双字—实数入包含采样时间，以秒为单位，必须为正数。20积分时间或复原双字—实数入包含积分时间或复原，以分钟为单位，必须为正数。24微分时间或速率双字—实数入包含微分时间或速率，以分钟为单位，必须为正数。28偏差双字—实数入/出包含0.0和1.0之间的偏差或积分和数值。32以前的进程变量双字—实数入/出包含最后一次执行PID指令存储的进程变量以前的数值。HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible28PID温度控制示例－实现过程•通过PID向导配置PID回路•PID相关指令及回路表•通过文本显示向导配置TD200C显示屏•编写程序HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible29PID温度控制示例－通过向导配置TD200C显示屏1.进入文本显示的配置向导2.选择TD型号和版本3.使能标准菜单、密码及设置更新速率4.设置本地化显示5.配置键盘按键6.基本配置完成，进行用户菜单配置。7.定义用户菜单和文字8.完成用户菜单配置9.向导部分完成10.为配置分配存储区11.生成项目组件步骤HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible30配置TD200C显示屏•选择项目树中的“向导-文本显示”进入文本显示屏配置向导步骤1：进入文本显示配置向导HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible31配置TD200C显示屏•点击“下一步”按钮进入下一步。步骤1：进入文本显示配置向导HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible32配置TD200C显示屏1.选择TD的型号和版本。2.点击“下一步”按钮进入下一步。步骤2：选择TD型号和版本HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible33配置TD200C显示屏1.设置密码保护，这里未启用密码保护2.使能标准菜单，根据需要选择。3.设置更新速率。4.点击“下一步”按钮进入下一步。步骤3：使能标准菜单、密码及设置更新速率HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible34配置TD200C显示屏1.选择显示文本的语言。2.选择显示文本的字符集。3.点击“下一步”按钮进入下一步。步骤4：配置本地化显示HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible35配置TD200C显示屏1.配置键盘按钮的动作，可以选择“置位”或“瞬动触点”。2.设置显示相应的响应标志。3.点击“下一步”按钮进入下一步。步骤5：配置键盘按键HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible36配置TD200C显示屏•点击“用户菜单”选项进入用户菜单配置向导。步骤6：基本配置完成进入用户菜单配置HardwareSoftwareWorkshopWinCCFlexible37配置TD200C显示屏1.定义用户菜单，这里定义了三个用户菜单分别是：PID温度监测，PID参数设定，PID目标温度设定。2.选择“PID温度监