S71200PLC的PID工艺功能
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5.3 PID_Compact指令——PID_Compact指令的模式 2/2
3)自动模式 在自动模式，PID Compact工艺对象根据设置的PID参数进行 闭环控制。满足下列调节之一时，控制器将进入自动模式： 成功地完成了首次启动自调节和运行中自调节的任务； 在组态窗口中选中了“使用手动PID参数设置”复选框 4)手动模式 在手动模式下，PID控制的输出变量用手动设置。满足下列调 节之一，控制器将进入手动模式： 指令的输入参数“ManualEnable”(启用手动)为1状态。 在调试窗口选中了“手动”复选框。
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5.3 PID_Compact指令——生成一个新项目 1/2
添加一个PLC设备，将硬件目录中的AO信号板托到CPU中，设 置其输出为10V电压：
7
5.3 PID_Compact指令——生成一个新项目 2/2
集成的模拟量输入的0号通道的量程为默认的010V：
8
5.3 PID_Compact指令——生成循环中断组织块
1)未激活模式 PID Compact工艺对象被组态并首次下载到CPU后，PID控制 器处于未激活(Inactive)模式，此时需要在调试窗口进行首次启 动自调节。 在运行时出现错误，或者点击了调试窗口的“停止测量”按钮， PID控制器将进入未激活模式。 选择其他运行模式时，活动状态的错误被确认。 2)自动调节模式 打开PID调试窗口，可以选择进入首次启动自调节模式或运行 中自调节模式。
5.1 模拟量闭环控制系统——组成
sp(t) e(t)
+-
pv(t)
调节器 M(t)
执行机构 测量变送
被控对象 c(t)
1
de(t)
M
(t)
Kc
e(t)
TI
e(t)dt TD
dt
M initial
1
5.1 模拟量闭环控制系统——变送器的选择
变送器分为电流输出型和电压输出型。 电压输出型变送器具有恒压源特性，输入阻抗很高。如果变送 器距离PLC较远，通过线路间的分布电容和分布电感产生的干 扰信号电流，在模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压。例 如1A干扰电流在10M输入阻抗上将产生10V的干扰电压信 号，所以远处传送模拟量电压信号时抗干扰能力很差。 电流输出型变送器具有恒流源的性质，内阻很大，输入阻抗较 小(例如250 )。线路上的干扰信号在模块的输入端阻抗上产 生的干扰电压很低，所以模拟量电流信号适合于远程传送。
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5.3 PID_Compact指令——组态基本参数 1/2
选中“PID_Compact”指令，然后选中巡视窗口左边的“基本参 数”，在右边窗口设置PID的基本参数。
选中反作用控制器， 用来保证负反馈
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5.3 PID_Compact指令——组态基本参数 2/2
选择来自用户程 序或外设输入
“Tag_11”和“Tag_12”分别时IW64(CPU集成的模拟量输入通道0) 和QW80(1AO信号板的模拟量输出)。
3
5.1 模拟量闭环控制系统——PID控制的优点
不需要被控对象的数学模型 结构简单，容易实现 有较强的灵活性和适应性 使用方便
4
5.2 PID控制器的数字化
sp(n) e(n)
+-
pv(n)
PID M(n) 调节器
D/A
Fra Baidu bibliotek
A/D
M(t) 执行 机构
pv(t) 变送 器
被控 c(t) 对象
测量 元件
2
5.1 模拟量闭环控制系统——负反馈
闭环控制必须保证系统是负反馈，如果系统接成了正反馈，将会 失控，被控量会往单一方向增大或减小，给系统的安全带来极大 的威胁。
闭环控制系统的反馈极性与很多因素有关，例如因为接线改变了 变送器输出电流或输出电压的极性，或改变了位移传感器(编码 器)的安装方向，都会改变反馈的极性。 可以用下述方法来判断反馈的极性：在调试是断开D/A转换器和 执行机构之间的连线，在开环状态下运行PID控制程序。控制器 中有积分环节，因为反馈被断开了，不能消除余差，D/A转换器 的输出电压会向一个方向变化。这时如果接上执行器，能减小误 差，则为负反馈，反之为正反馈。
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5.3 PID_Compact指令——组态输入标定
模拟量的实际值(或来自用户程序的输入值)为0.0%100.0%时， A/D转换后的数字为0.027648.0。 可以设置输入的上限和下限，在运行时一旦超过上限或低于下 限，停止正常控制，输出值被设置为0。
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5.3 PID_Compact指令——组态高级设置-输入监视
调用PID_Compact的时间间隔称为采样时间，为了保证精确的采 样时间，用固定的时间间隔执行PID指令，在循环中断OB中调用 PID_Compact指令。 建立循环组织块OB200，设置循环时间间隔为300ms。
9
5.3 PID_Compact指令——调用PID_Compact指令 1/2
打 开 任 务 卡 的 “ 扩 展 指 令 ” 窗 口 的 PID 文 件 夹 ， 将 其 中 的 “PID_Compact”指令拖放到OB200中，将默认的背景数据块的 名称改为PID_DB。
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5.3 PID_Compact指令——调用PID_Compact指令 2/2
在程序块的文件夹中生成名为“PID_Compact”的功能块FB1130， 生成的背景数据块PID_DB在项目树的文件夹“工艺对象”中。
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5.3 PID_Compact指令——PID_Compact指令的模式 1/2
n
M n KC en (KI ej Minitial ) KD (en en1) j 1 Mn KCen (KI en MX ) KD (en en1)
PLC周期性地执行PID控制程序，执行的周期称为采用周期Ts。
5
5.3 PID_Compact指令
S7-1200使用PID_Compact指令来实现PID控制，该指令的背景数 据块称为PID_Compact工艺对象。PID控制器具有参数自调节功 能和自动、手动模式。 PID控制器连续地采集测量的被控制变量的实际值(简称为实际值 或输入值)，并与期望的设定值比较，根据得到的误差，计算输 出，使被控变量尽可能快地接近设定值或进入稳态。
5.3 PID_Compact指令——PID_Compact指令的模式 2/2
3)自动模式 在自动模式，PID Compact工艺对象根据设置的PID参数进行 闭环控制。满足下列调节之一时，控制器将进入自动模式： 成功地完成了首次启动自调节和运行中自调节的任务； 在组态窗口中选中了“使用手动PID参数设置”复选框 4)手动模式 在手动模式下，PID控制的输出变量用手动设置。满足下列调 节之一，控制器将进入手动模式： 指令的输入参数“ManualEnable”(启用手动)为1状态。 在调试窗口选中了“手动”复选框。
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5.3 PID_Compact指令——生成一个新项目 1/2
添加一个PLC设备，将硬件目录中的AO信号板托到CPU中，设 置其输出为10V电压：
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5.3 PID_Compact指令——生成一个新项目 2/2
集成的模拟量输入的0号通道的量程为默认的010V：
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5.3 PID_Compact指令——生成循环中断组织块
1)未激活模式 PID Compact工艺对象被组态并首次下载到CPU后，PID控制 器处于未激活(Inactive)模式，此时需要在调试窗口进行首次启 动自调节。 在运行时出现错误，或者点击了调试窗口的“停止测量”按钮， PID控制器将进入未激活模式。 选择其他运行模式时，活动状态的错误被确认。 2)自动调节模式 打开PID调试窗口，可以选择进入首次启动自调节模式或运行 中自调节模式。
5.1 模拟量闭环控制系统——组成
sp(t) e(t)
+-
pv(t)
调节器 M(t)
执行机构 测量变送
被控对象 c(t)
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de(t)
M
(t)
Kc
e(t)
TI
e(t)dt TD
dt
M initial
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5.1 模拟量闭环控制系统——变送器的选择
变送器分为电流输出型和电压输出型。 电压输出型变送器具有恒压源特性，输入阻抗很高。如果变送 器距离PLC较远，通过线路间的分布电容和分布电感产生的干 扰信号电流，在模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压。例 如1A干扰电流在10M输入阻抗上将产生10V的干扰电压信 号，所以远处传送模拟量电压信号时抗干扰能力很差。 电流输出型变送器具有恒流源的性质，内阻很大，输入阻抗较 小(例如250 )。线路上的干扰信号在模块的输入端阻抗上产 生的干扰电压很低，所以模拟量电流信号适合于远程传送。
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5.3 PID_Compact指令——组态基本参数 1/2
选中“PID_Compact”指令，然后选中巡视窗口左边的“基本参 数”，在右边窗口设置PID的基本参数。
选中反作用控制器， 用来保证负反馈
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5.3 PID_Compact指令——组态基本参数 2/2
选择来自用户程 序或外设输入
“Tag_11”和“Tag_12”分别时IW64(CPU集成的模拟量输入通道0) 和QW80(1AO信号板的模拟量输出)。
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5.1 模拟量闭环控制系统——PID控制的优点
不需要被控对象的数学模型 结构简单，容易实现 有较强的灵活性和适应性 使用方便
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5.2 PID控制器的数字化
sp(n) e(n)
+-
pv(n)
PID M(n) 调节器
D/A
Fra Baidu bibliotek
A/D
M(t) 执行 机构
pv(t) 变送 器
被控 c(t) 对象
测量 元件
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5.1 模拟量闭环控制系统——负反馈
闭环控制必须保证系统是负反馈，如果系统接成了正反馈，将会 失控，被控量会往单一方向增大或减小，给系统的安全带来极大 的威胁。
闭环控制系统的反馈极性与很多因素有关，例如因为接线改变了 变送器输出电流或输出电压的极性，或改变了位移传感器(编码 器)的安装方向，都会改变反馈的极性。 可以用下述方法来判断反馈的极性：在调试是断开D/A转换器和 执行机构之间的连线，在开环状态下运行PID控制程序。控制器 中有积分环节，因为反馈被断开了，不能消除余差，D/A转换器 的输出电压会向一个方向变化。这时如果接上执行器，能减小误 差，则为负反馈，反之为正反馈。
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5.3 PID_Compact指令——组态输入标定
模拟量的实际值(或来自用户程序的输入值)为0.0%100.0%时， A/D转换后的数字为0.027648.0。 可以设置输入的上限和下限，在运行时一旦超过上限或低于下 限，停止正常控制，输出值被设置为0。
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5.3 PID_Compact指令——组态高级设置-输入监视
调用PID_Compact的时间间隔称为采样时间，为了保证精确的采 样时间，用固定的时间间隔执行PID指令，在循环中断OB中调用 PID_Compact指令。 建立循环组织块OB200，设置循环时间间隔为300ms。
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5.3 PID_Compact指令——调用PID_Compact指令 1/2
打 开 任 务 卡 的 “ 扩 展 指 令 ” 窗 口 的 PID 文 件 夹 ， 将 其 中 的 “PID_Compact”指令拖放到OB200中，将默认的背景数据块的 名称改为PID_DB。
10
5.3 PID_Compact指令——调用PID_Compact指令 2/2
在程序块的文件夹中生成名为“PID_Compact”的功能块FB1130， 生成的背景数据块PID_DB在项目树的文件夹“工艺对象”中。
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5.3 PID_Compact指令——PID_Compact指令的模式 1/2
n
M n KC en (KI ej Minitial ) KD (en en1) j 1 Mn KCen (KI en MX ) KD (en en1)
PLC周期性地执行PID控制程序，执行的周期称为采用周期Ts。
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5.3 PID_Compact指令
S7-1200使用PID_Compact指令来实现PID控制，该指令的背景数 据块称为PID_Compact工艺对象。PID控制器具有参数自调节功 能和自动、手动模式。 PID控制器连续地采集测量的被控制变量的实际值(简称为实际值 或输入值)，并与期望的设定值比较，根据得到的误差，计算输 出，使被控变量尽可能快地接近设定值或进入稳态。