西门子博途1500PLC恒液位模拟量PID闭环控制典型案例分享(请...

roxane

各位同仁：大家好

     本文重点讲讲模拟量PID闭环控制的问题，对于每个搞自动化控制的人来说，PID闭环控制是一个重点、同时也是一个难点，也是一个自动化工程师的标配必须掌握的内容，否则就谈不上自动控制，在工控自动化现场，凡是牵涉到温度、压力、流量、液位、浓度、速度等等，只要牵涉到恒定控制的场景都会使用PID闭环控制，所以一个自动化工程师的标配技能知识点必须掌握PID闭环控制。

      平时大家感觉PID比较难，我想主要是基于以下原因。首先学习基本理论基本知识时就没有搞清楚，概念模糊、原理不清；其次就是没有实践的机会，从我的感受来看，自动化有很多东西都是在现场工作过程中不断锤炼、从调试中不断升华对概念的理解、对每个参数敏感性的体验、从大量实践中积累经验、积累信心，最终是自信。

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      控制场景描述：现有一个容器，高度0-10米，在容器底部有一台液位变送器测量容器液位高度，有一个进水管道向容器内注入水，在注水管道上安装有一个可调电动阀门，在容器底部有一个出水管道，用户根据工艺需要用水量是个变量，通过编程利用模拟量PID闭环控制，实现容器内部恒液位控制。

以下开始进行实操、硬件组态、变量定义、监控表编辑、编写PID控制块、PID参数设置、下载调试，完成整个操作流程

第一步：点新建创建项目，给项目起个名字：



第二步：添加新设备：



设置现场液位变送器信号输入通道IW0，为了测量调试方便，采用电压信号，在实际工程项目中一般都采用电流信号，因为电流信号抗干扰能力强，传输距离远等优点。



设置模拟量输出通道QW0:为了方便测量，在此也选择电压信号，在实际工程项目中一般都采用电流信号，优点也是抗干扰能力强，传输距离远。



第三步：编辑变量表



第四步：编辑监控表



第五步：创建新的程序块：循环中断组织块OB30,用来编写PID控制程序



对PID运算控制函数块进行组态：



















第六步：设置完毕之后，编译整个站点的程序，然后下载：

第七步：在线调试，在线调试时，先把PID控制打在手动状态，在手动模式，把液位值调到8米，因为设定值也是8米。此时验证手动是否正常。





把PID控制模式打到自动时，M0.0=0，当现场液位小于给定值8米时，模拟量输出电压不断增大，进水阀门缓慢打开，直到液位达到设定值位置。





在PID自动模式下，当液位大于给定值8米时，PID输出值控制模拟量输出信号电压不断变小，致使进水阀不断关闭，直到达到设定值8米液位为止。





在PID运行于自动模式时，如果设定值是8米，现场液位反馈值也是8米时，此时PID输出不变，保持原来的状态。因为设定值是8米，反馈值是8米，矢量相加和是0，所以PID不做调整，保持原来状态不变





以上分别是PID控制的手动模式，自动模式运行状态的调试操作过程。

第八步：怎么通过触摸屏或上位机wincc调整PID参数

由于博途1200及1500PLC的PID控制函数块是厂家提供的，生成的背景数据块都是优化的访问属性，且用户无法更改，但是PID参数的调整又是操作工或自动化工程师时长用来调整PID自动调节的关键参数。

以下专门编程用于实现PID参数可以通过触摸屏或上位机wincc设置：

1、添加新块，创建一个全局数据块，并且把全局数据块的属性"优化的块访问”前面的勾去掉，数据块中的变量生成绝对地址。



2、在OB1主程序中编写程序



3、在线调试验证，P、I参数可以正常修改写入数据块中

打开PID背景数据块DB1：





关于恒液位PID闭环控制全部编程调试及通过触摸屏或wincc状态对PID控制参数的修改也都全部验证是正确的，具备条件的初学者可以参考编程调试过程。本案例调试过程到此结束。

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