PID调节算法自封FB块西门子1200——带输入滤波

显示全部楼层 · 2024-8-24 09:58:34

>在西门子S7-1200 PLC中，使用预定义的功能块（FB）来实现PID控制是非常常见的做法。PID控制可以通过使用内置的工艺对象（Technology Object）来实现，这些对象提供了方便的配置选项和自适应功能。PID控制器在工业自动化领域扮演着极其重要的角色。它们广泛应用于各种控制系统中，用于自动调节和控制过程变量，以达到期望的目标值。PID控制器通过连续测量偏差（即设定值与过程变量之间的差异），并根据这一偏差调整控制信号，以使过程变量趋向于设定值。一、配置PID控制

创建新项目：
- 打开TIA Portal（博途）软件。
- 创建一个新的项目或打开现有项目。
选择PLC：
- 选择你的S7-1200 PLC型号并添加到项目中。
添加PID工艺对象：
- 在硬件视图中，右键点击所选的PLC，选择“添加新设备/模块”，然后选择“工艺对象”。选择“PID 控制器”并添加到项目中。
配置PID工艺对象：
- 输入（过程变量PV）。
- 输出（控制变量CV）。
- 设定值（SP）。
- PID参数（比例P、积分I、微分D）。
- 采样时间。
- 其他必要设置，如限制、死区等。
- 在“属性”窗口中，配置PID控制器的参数：
编写程序：
- 在组织块（OB）中编写程序，用于启动和停止PID控制器以及读取/写入设定值。
- 可以使用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）或结构化文本（ST）编程语言

二、以下是PID控制器在工业中的几个关键作用：

温度控制：
- PID控制器常用于加热炉、锅炉和化学反应器等设备中的温度控制。
- 通过调节加热元件的功率或冷却介质的流量来控制温度。
压力控制：
- 用于压缩机出口、气体储罐、管道系统等的压力控制。
- PID控制器通过调整阀门开度或泵的速度来控制压力。
液位控制：
- 用于储罐、反应釜、水箱等容器中的液位控制。
- PID控制器可以通过调节阀门的开关或泵的运行状态来控制液位。
流量控制：
- 用于管道系统中的流体流量控制。
- PID控制器通过调节阀门的开度来控制流量。
电机速度控制：
- 用于驱动机械装置的电动机速度控制。
- PID控制器通过改变电机的电压或频率来调节转速

PID控制器的优点在于它们能够提供快速响应、稳定性和良好的控制性能。它们能够适应不同类型的负载变化，并且具有较好的鲁棒性。在实际应用中，PID参数KP、KI、KD通常需要根据具体的工艺过程进行适当的调整，以获得最佳的控制效果。三、FB块的封装（简易版PID条件后续发模糊PID调节FB块）

增量式PID控制器是一种常用的PID控制策略，它的特点是每次更新输出时只计算输出的变化量（增量），而不是输出的绝对值。这种方式可以减少存储需求，并简化控制算法，特别是在资源受限的单片机系统中非常有用。

四、直接上干货FB块源码（西门子SCL语言）

五、注意事项：

数据类型选择：此示例使用了浮点数运算。在资源受限的单片机环境中，可以考虑使用固定点运算或整数运算来提高效率和减少内存占用。
PID参数调整：PID参数的选择非常重要，通常需要根据具体的应用场景和过程特性进行调试。
初始化：确保正确初始化误差变量，特别是首次运行时。

这个示例应该能帮助你在西门子1200项目中实现增量式PID控制器，并考虑到输出的调节范围。

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