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西門子代理6ES7194-4GB60-0AA0

更新時間
2024-11-23 08:00:00
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品牌
西門子
型號
PLC
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西門子代理6ES7194-4GB60-0AA0

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PLC控制器本身的硬件采用積木式結構,有板,數字I/O模板,模擬I/O模板,還有特殊的模板,條形碼識別模板等模塊,用戶可以根據需要采用在板上擴展或者利用總線技術配備遠程I/O從站的方法來得到想要的I/O數量

手動/自動切換

  FB58的手動/自動切換是通過參數MAN_ON來完成的,在MAN_ON為True的時候,PID處在手動工作狀態,此時,手動值通過參數MAN給出。

  圖8 控制輸出

  默認情況下,LMN_HLM和LMN_LLM分別是100.0和0.0,從上圖中可以看出,手動值的有效數值范圍也應該是0.0~100.0。

  在參數MAN_ON為False的情況下,PID投入運行,控制回路處于自動工作狀態。

  為了降低手動/自動切換過程中擾動,算法通過如下措施來實現無擾切換:

  - 在自動的狀態下,比例和積分的運算結果之和會寫入到單元MAN中,這樣在由自動切換到手動的過程中不會引起控制輸出波動;

  - 在手動的狀態下,積分項的輸出等于MAN的值減去比例項的值(偏差ER*增益Gain),而在自動狀態中,積分項是一個累計的結果,這樣在切換到自動狀態時積分項不會有太大的突變。

  從上面的分析可以知道,FB58已經集成了相應的無擾切換的功能,不需要編寫額外的程序來實現。

  2.5 保存和重新裝載參數

  保存和重新裝載控制器參數是FB58中的新功能,主要用來實現在多套參數之間的切換。

  圖9 控制參數保存和重新裝載

  從上圖中可以看出,控制參數的處理有三種方式:

 ?。?)從PID_CON/PI_CON中裝載

  要實現此裝載,必須滿足如下幾種條件:

  手動控制狀態(MAN_ON=True);

  PID_CON.GAIN或者PI_CON.GAIN不為0;

  LOAD_PID為1

  如果參數PID_ON為1,則從PID_CON中裝載如下參數:

  GAIN、TI、TD,并計算CONZONE=250.0/GAIN

  如果參數PID_ON為0,則從PI_CON中裝載如下參數:

  GAIN、TI、TD,并計算CONZONE=250.0/GAIN。特殊地,此時會關閉控制帶功能,即設置CON_ZONE參數為0,并讓微分參數TD設置為0.0。

  裝載完成之后,參數LOAD_PID會自動復位。

  值得注意的是,如果PID_CON中保存的增益參數PID_CON.GAIN為0,則自動會修改PID_ON為0,并轉而從PI_CON中獲取參數。

  注:PID_CON/PI_CON中的參數來自于自整定過程。

 ?。?)保存參數

  保存參數可以在任何工作狀態下進行,只需設置參數SAVE_PAR為1即可??梢詫⑷缦聟当4嬲襊AR_SAVE結構體中:

  PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_F、CONZ_ON、CON_ZONE

  在保存結束之后,參數位SAVE_PAR會自動復位。

  (3)重新裝載參數

  重新裝載是“保存參數"的逆過程,但其執行是需要條件的:

  PAR_SAVE.GAIN不為0;

  參數UNDO_PAR為1。

  在重新裝載完成之后,參數UNDO_PAR會自動復位。

  3 功能

  3.1 控制帶

  溫度控制回路是一個有明顯滯后特性的對象,這給實際的調節過程帶來了很多的問題,顯著的困難就是在過程值偏離設定值較大時,調節過程過于緩慢,而在接近設定值時容易出現較大的超調。

  從上述的兩個問題出發,PID應該滿足這樣的功能:

  - 在偏差超過一定的范圍時,PID輸出或者小的調節量,讓溫度值快速回到一個小的范圍中,以縮短回路的調節時間;

  - 在設定值附近時,越靠近調節量變化越小,以防止超調。

  為此,FB58提供了一個“控制帶(Control Zone)"功能,其工作原理是這樣的:

  - 當過程值PV大于設定值SP_INT,且偏差的值超過CON_ZONE,則以輸出下限LMN_LLM作為輸出值;

  - 當過程值PV小于設定值SP_INT,且偏差的值超過CON_ZONE,則以輸出上限LMN_HLM作為輸出值;

  - 如果偏差的值小于CON_ZONE,則以實際PID的計算結果作為輸出值。

  圖10 控制帶(正作用情況下,即GAIN>0.0)

  默認參數中LMN_LLM是0.0,LMN_HLM是100.0,控制帶使能位CONZ_ON是False,控制帶范圍是100.0。

  如上圖所示的控制帶解決了在偏差較大時PID調節過于緩慢的問題,但在控制帶范圍中要避免因大滯后導致的超調,需要弱化PID的輸出,要實現這個功能,可以通過降低比例參數和增加微分作用。在同樣的偏差情況下,比例增益越小,PID輸出變化越緩慢。微分作用簡單來看就是通過偏差的變化量來調節,在接近設定值的過程中,溫度變化速度在逐步變慢,此時的微分作用可以起到弱化控制輸出的功能,進而達到減少超調的目的。因此,推薦控制帶在有微分作用的前提下使用。參數裝載的過程也體現了這一點:

  - 如果是裝載PI_CON下的參數,因為沒有微分功能,所以會設置CONZ_ON為False。

  在使用過程中,控制帶參數CON_ZONE應該始終設置為一個大于等于0.0的值,否則會導致PID運算結果永遠不會被執行的故障現象


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