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1、1,S7-200 PID 温度控制,PID设置,PID编程,NEW!,2,S7-200 PID 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,3,PID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。,4,
2、PID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,5,PID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,6,PID控制理论简介微分调节,微分
3、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,7,PID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,8,S7-200 PID 温度控制,工作原理 任务目标 实
4、现过程,PID温度控制示例,9,PID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。,10,PID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,11,PID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
5、制参数。通过PLC实现温度的PID调节。,12,PID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,13,PID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,14,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,15,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,16,1.选
6、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,17,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060度。2.设置PID控制参数均使用默认值。3.点击“下一步”按钮。,18,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032000。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。,19,配置PID回路步骤5：设置回路的报警选项,点击“下一步”按钮。,20,配置PID回路步骤6：为配
7、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。,21,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。,22,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。,23,PID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,24,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
8、回生成子程序“PIDx_INIT”。,相关指令,25,PID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。,26,PID相关指令及回路表 PIDx_INIT指令
9、,27,PID相关指令及回路表回路表,PID回路表,28,PID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,29,PID温度控制示例通过向导配置TD200C显示屏,进入文本显示的配置向导 选择 TD 型号和版本 使能标准菜单、密码及设置更新速率 设置本地化显示 配置键盘按键 基本配置完成，进行用户菜单配置。定义用户菜单和文字 完成用户菜单配置 向导部分完成 为配置分配存储区 生成项目组件,步骤,30,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,31,
10、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,32,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,33,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,34,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,35,配置TD200C显示屏,1.配置键盘按钮的动作，可以选
11、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,36,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,37,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温度监测”菜单点击“添加屏幕”按钮为其添加一个屏幕。该屏幕用于显示PID温度控制系统的实际温度。,步骤7：定义用户菜单和文字,38,配置TD200C显示屏,1.输入要在屏幕上显示的文本。2.点击“插入PLC数据”按钮在屏幕上插入一
12、个区域用来显示PLCV存储区中某一地址的值。,步骤7：定义用户菜单和文字,39,配置TD200C显示屏,1.指定数据地址为VD1000（后面编写PLC程序是会用到该地址）。2.选择数据格式为实数（浮点数）。3.设置显示到小数点后一位。4.点击“确认”按钮完成PLC数据的插入。,步骤7：定义用户菜单和文字,40,配置TD200C显示屏,点击“确认”按钮完成一个屏幕的添加。,步骤7：定义用户菜单和文字,41,配置TD200C显示屏,按照上面的方法为菜单“PID参数设定”添加三个屏幕屏幕0：用于设定比例增益系数Kc屏幕1：用于设定积分时间常数Ti屏幕2：用于设定文分时间常数Td,步骤7：定义用户菜单
13、和文字,42,配置TD200C显示屏,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕0,用于设定比例增益系数Kc,43,配置TD200C显示屏,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕0中PLC数据的属性,数据地址为VD412（根据PID回路表VD412中的值既是Kc）。数据格式为实数（浮点数）。显示小数点后两位允许用户编辑,44,配置TD200C显示屏,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕1,用于设定积分时间常数Ti,45,配置TD200C显示屏,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕1中PLC数据的属性,数据地址为VD420（根据PID回路表VD412中的值既是Ti）。数据格式为实数（浮点数）。显示小数点后两位允许用户编
14、辑,46,配置TD200C显示屏,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕2,用于设定微分时间常数Td,47,配置TD200C显示屏,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕2中PLC数据的属性,数据地址为VD424（根据PID回路表VD412中的值既是Td）。数据格式为实数（浮点数）。显示小数点后两位允许用户编辑,48,配置TD200C显示屏,按照上面的方法为菜单“PID目标温度设定”添加一个屏幕0用于设定PID温度控制系统的目标温度,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕0,49,配置TD200C显示屏,步骤7：定义用户菜单和文字,屏幕0中PLC数据的属性,数据地址为VD2000（后面编写PLC程序时会用到该地
15、址）。数据格式为实数（浮点数）。显示小数点后一位允许用户编辑,50,配置TD200C显示屏,步骤8：完成用户菜单配置,点击“下一步”按钮完成用户菜单配置。,51,配置TD200C显示屏,步骤9：向导部分完成,点击“下一步”按钮进入下一步。,52,配置TD200C显示屏,步骤10：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。2.点击“下一步”按钮进入下一步。,53,配置TD200C显示屏,步骤11：生成项目组件,点击“完成”按钮完成配置,54,PID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,55,实现过程编写程序,网络1.使用SM0.0调用PID0_INT子程序。VD2000内的值有文本显示屏设定，作为目标温度用于控制。网络2.根据PID回路表VD400内存放当前的过程变量，此变量值的范围是0.01.0，与实际温度的比例关系是1:60，将VD400内的数值乘上60之后传送到VD100内，以便在文本显示屏上显示当前温度。,使用STEP7-Micro/Win编写如下程序并下载到PLC中即可启动运行实现PID温度控制。,56,End of presentation!,Thank you for your attention！,
