PID控制目前已是非常成熟且廣泛應(yīng)用的技術(shù),就壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)而言,實(shí)現(xiàn)的方法也有很多,比如利用變頻器內(nèi)部的PID控制功能,PLC的PID功能,還有PID控制器等等。本文講述S7-200 SMARTPLC通過PID自整定功能控制ACS550變頻器驅(qū)動(dòng)螺桿泵,以壓力變送器的反饋壓力來控制系統(tǒng)壓力的恒定。
S7-200 CPU提供了8個(gè)回路的PID功能,用以實(shí)現(xiàn)需要按照PID控制規(guī)律進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制任務(wù),比如溫度、壓力和流量控制等。PID功能需要模擬量輸入,以反映被控制的物理量的實(shí)際數(shù)值,稱為反饋;而用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值,即為給定。PID運(yùn)算的任務(wù)就是根據(jù)反饋與給定的相對(duì)差值,按照PID運(yùn)算規(guī)律計(jì)算出結(jié)果,輸出到變頻器(驅(qū)動(dòng)水泵)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)到自動(dòng)維持被控制的量跟隨給定變化的目的。
先來看看PID自整定的原理和條件:
編寫程序很方便,只需執(zhí)行PID向?qū)б徊揭徊讲僮骷纯伞?/p>
點(diǎn)擊工具——PID即可開始PID的向?qū)渲茫@里組態(tài)了兩組PID回路,LOOP 0和LOOP 1
配置初步的PID參數(shù),這里可以先默認(rèn)不管,因?yàn)楹竺嬗蠵ID調(diào)節(jié)面板可以調(diào)節(jié)。
一步一步完成,即自動(dòng)生成了PID的子程序,PID0_CTRL和PID_EXE中斷程序,前者需要在程序中使用SM0.0調(diào)用,后者系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用,使用定時(shí)中斷來達(dá)到PID算法及時(shí)完成。
程序中的調(diào)用:
簡單介紹下:PV_I為被測值,如果測定壓力那么就是壓力變送器反饋的模擬量通道。
Stepoin:設(shè)定值變量地址,輸入0-1的數(shù)值,對(duì)應(yīng)滿量程的0-100%,比如量程為1.6MPA,需要整定到0.8MPA的話,那么此處要輸入0.5
AUTO~:在PID向?qū)е惺褂肞ID手動(dòng)功能的話,就有此選項(xiàng),條件接通,即為PID手動(dòng)輸出。
Manual~:手動(dòng)輸出值,輸入0-1,對(duì)應(yīng)0-100%
Output:輸出模擬量,也就是控制變頻器的頻率了。
以上全部完成,進(jìn)入PID的調(diào)試階段了,S7-200 SMART配置了PID調(diào)節(jié)面板,使的PID調(diào)節(jié)顯得更為直觀。
一般使用PID的自整定即可完成調(diào)節(jié),面板上反饋出PID趨勢圖,當(dāng)然也可以使用手動(dòng)調(diào)節(jié)PID的功能。PID調(diào)節(jié)是沒有所謂的經(jīng)驗(yàn)值可以參考的,以下幾種都存在一定的瑕疵。
可能有人會(huì)注意到,S7-200 SMART的PID調(diào)節(jié)需要打開電腦和程序,才能連接配置,哪怕是手動(dòng)調(diào)節(jié)也是。那么如何通過HMI(觸摸屏)來設(shè)定PID參數(shù)呢?為此,筆者專門為此找到調(diào)節(jié)入口供大家參考:其實(shí)在通過PID向?qū)勺映绦虻耐瑫r(shí),也已經(jīng)生成了PID參數(shù)的變量表。
如圖,VD312是P(增益),VD320為I(積分時(shí)間),VD324為D(微分)
那么在HMI上放置這幾個(gè)地址,即可直接寫入PID的參數(shù)值,當(dāng)然要顯示趨勢圖的話,可以在HMI上組態(tài)一個(gè)模擬量反饋的趨勢圖,效果跟在線連接PLC的面板設(shè)定一樣。ACS550接受PLC模擬量輸出通道的電流信號(hào),來驅(qū)動(dòng)電機(jī),達(dá)到控制的要求,對(duì)變頻器來說,這樣的控制系統(tǒng),完全變成了一個(gè)執(zhí)行者了。
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原文標(biāo)題:S7-200SMART PID自整定功能在ACS550變頻器上的應(yīng)用
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