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[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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2024-8-24 09:58:34
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>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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