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西门子博途1500PLC恒液位模拟量PID闭环控制典型案例分享 ...
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[西门子]
西门子博途1500PLC恒液位模拟量PID闭环控制典型案例分享(请...
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2024-8-22 11:04:58
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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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