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S7-200的PID自整定实现方式有两种,一种是通过控制面板,另一种是自己编程。
需要注意:
通过控制面板实现PID自整定,PID必须是向导生成
自己编程实现PID自整定,向导或者PID指令块实现PID均可,具体步骤可以查看:如何编程启动自整定
下面介绍通过PID控制面板实现自整定:
*步:在PID Wizard (向导)中完成PID功能配置,正确调用PID子程序 。
第二步:打开PID调节控制面板,设置PID回路调节参数。
在Micro/WIN V4.0在线的情况下,从主菜单Tools(工具) > PID Tune ControlPanel(PID调节控制面板)进入PID调节控制面板中,如果面板没有被激活(所有地方都是灰色),可点击Configure(配置)按钮运行CPU。
在PID调节面板图3.4.1的e.区选择要调节的PID回路号,在d.区选择Manual(手动),调节PID参数并点击Update(更新),使新参数值起作用,监视其趋势图,根据调节状况改变PID参数直至调节稳定。
为了使PID自整定顺利进行,应当做到:
使PID调节器基本稳定,输出、反馈变化平缓,并且使反馈比较接近给定
设置合适的给定值,使PID调节器的输出远离趋势图的上、下坐标轴,以免PID自整定开始后输出值的变化范围受限制
第三步:在图3.4.1的d.区点击Advanced()按钮,设定PID自整定选项。如果不是很特殊的系统,也可以不加理会。
在此允许你设定下列参数:
1.你可以选中复选框,让自整定来自动计算死区值和偏移值 对于一般的PID系统,建议使用自动选择。
2.Hysteresis(滞回死区):死区值规定了允许过程值偏离设定值的大(正负)范围,过程反馈在这个范围内的变化不会引起PID自整定调节器改变输出,或者使PID自整定调节器“认为”这个范围内的变化是由于自己改变输出进行自整定调节而引起的。PID自整定开始后,只有过程反馈值超出了该区域,PID自整定调节器才会认为它对输出的改变发生了效果。这个值用来减少过程变量的噪声对自整定的干扰,从而更计算出过程系统的自然振动频率。如果选用自动计算,则缺省值为2%。
如果过程变量反馈干扰信号较强(噪声大)自然变化范围就大,可能需要人为设置一个较大的值。但这个值的改变要与下面的偏差值保持1:4的关系。
如何获取一组合适的参数,实现快速并稳定的PID控制?
PID调节过程中,用户通常需要做多次的参数调节才能获得的控制效果。从下面反馈(过程变量)与给定之间的曲线图中,可以看到黄色曲线较理想。用户可以将调节的PID反馈与给定曲线与下图中对比,并修改相关参数(因为现场情况不一样,用户还需具体问题具体对待,下图中的建议仅供参考:
图 4.3.4 反馈与给定曲线
1.超调过大,减小比例,增大积分时间
2.迅速变化,存在小超调
3.实际值缓慢接近设定值,并且无超调的达到设定值
4.增益系数太小和/或微分时间太长
5.益系数太小和/或积分时间太长
常见问题
没有采用积分控制时,为何反馈达不到给定?
这是必然的。因为积分控制的作用在于消除纯比例调节系统固有的“静差”。没有积分控制的比例控制系统中,没有偏差就没有输出量,没有输出就不能维持反馈值与给定值相等。永远不能做到没有偏差。
对于某个具体的PID控制项目,是否可能事先得知比较合适的参数?有没有相关的经验数据?
有理论上计算PID参数的方法,但由于闭环调节的影响因素很多而不能全部在数学地描述,计算出的数值往往没有什么实际意义。除了实际调试获得参数外,没有什么可用的经验参数值存在。甚至对于两套看似一样的系统,都可能通过实际调试得到完全不同的参数值。
PID控制不稳定怎么办?如何调试PID?
闭环系统的调试,应当做开环测试。所谓开环,就是在PID调节器不投入工作的时候,观察:
反馈通道的信号是否稳定
输出通道是否动作正常
可以试着给出一些比较保守的PID参数,比如放大倍数(增益)不要太大,可以小于1,积分时间不要太短,以免引起振荡。在这个基础上,可以直接投入运行观察反馈的波形变化。给出一个阶跃给定,观察系统的响应是的方法。
如果反馈达到给定值之后,历经多次振荡才能稳定或者根本不稳定,应该考虑是否增益过大、积分时间过短;如果反馈迟迟不能跟随给定,上升速度很慢,应该考虑是否增益过小、积分时间过长……
PID参数的调试是一个综合的、互相影响的过程,实际调试过程中的多次尝试是非常重要的步骤,也是必须的。
5.PID自整定
S7-200 中使用的自整定算法是基于 K.J.?str?m 和 T. H?gglund 在 1984年提出的延时反馈算法。经过这二十年,继电反馈算法已被应用于工业控制的各个领域。可以使用操作员面板中的用户程序或者 PID整定控制面板来启动自整定功能。在同一时间,不仅仅只有一个 PID 回路可以进行自整定,如果需要的话,所有 8 个 PID回路可以进行自整定。PID自整定算法向您推荐增益值、积分时间值和微分时间值。您也可以为您的调节回路选择快速响应、中速响应、慢速响应或者极慢速响应等调节类型。
机器与设备的高效运行需要使用可靠、恒定的电源。SITOP稳压电源质量优异,性能可靠,可确保在工业环境中以及楼宇管理系统中使用时达到很高的安全性。除了能提供稳定的 24 V电压外,它们还可提供其他输出电压。输入电压变化很大,也可以很高的准确度保持输出电压稳定。这样,就可在众多应用中使用初级开关电源,以便为灵敏电子系统直至需要高达40 A 电流的负载供电。
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