[西门子] PID调节算法自封FB块西门子1200——带输入滤波

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查看116 | 回复0 | 2024-8-24 09:58:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
>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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