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S7-1500 PLC的PID调试方法

提示:

CPU启动时,PID_Compact以保存在Mode输入/输出参数中的工作模式启动。要在启动期间切换到“未激活”工作模式,应设置RunModeByStartup= FALSE。 在自动模式下和调试期间,对错误的响应取决于SetSubstituteOutput和ActivateRecoverMode变量。如果ActivateRecoverMode= TRUE,则该Ⅱ向应还取决于所发生的错误,详细参见表8-6

    CPU启动时,PID_Compact以保存在Mode输入/输出参数中的工作模式启动。要在启动期间切换到“未激活”工作模式,应设置RunModeByStartup= FALSE

    在自动模式下和调试期间,对错误的响应取决于SetSubstituteOutputActivateRecoverMode变量。如果ActivateRecoverMode= TRUE,则该Ⅱ向应还取决于所发生的错误,详细参见表8-6

    8-6    自动模式下和调试期间的错误响应

自动模式下和调试期间的错误响应

    在手动模式下,PID_Compact使用ManualValue作为输出值,除非ManualValue无效。如果ManualValue无效,将使用SubstituteOutput。如果ManualValueSubstituteOutput无效,将使用Config. OutputLowerLimit

    Error参数指示是否存在错误处于未决状态。当错误不再处于未决状态时,Error= FALSEErrorBits参数显示了已发生的错误。通过ResetErrorAck的上升沿来复位ErrorBits

    PID控制器在使用之前,通常需要使用软件进行调试,获得最佳的PID参数后,再将参数传入CPU中运行。

    单击PID_Compact指令框右上角的“”,可打开调试窗口,对该PID控制器进行调试。调试时需要满足在线连接CPU并进入RUN模式且已下载程序。

    可以使用调试窗口中的“手动模式”指定手动值来测试受控系统。单击“测量”区域的“Star”图标,在“控制器的在线状态”区域中,勾选复选框“手动模式”,此时PID_Compact将在手动模式下运行。在“输出”字段中,输入%形式的手动值,单击图标“”,手动值被写入CPU并立即生效;若再次更改手动值,需再次单击图标“”生效,如图8-8所示。此时若清除“手动模式”复选框,则自动切换至自动模式。

调试窗口中手动模式调试PID

    8-8    调试窗口中手动模式调试PID

    可以使用调试窗口中的预调节模式和精确调节模式获得最佳PID参数。

    预调节功能可确定对输出值跳变的过程响应,并搜索拐点。根据受控系统的最大上升速率与死时间计算PID参数。

    PID_Compact的预调节功能要求事先满足以下要求:

    1)已在循环中断OB中调用该PID指令。

    2)参数ManualEnable= FALSEReset= FALSE

    3)处于下列模式之一:“未激活”“手动模式”或“自动模式”。

    4)设定值和过程值均处于组态的限值范围内。

    5)设定值与过程值的差值大于过程值上限与过程值下限之差的30%

    6)设定值与过程值的差值大于设定值的50%

    在调试窗口中,单击“测量”区域的“Start”图标,然后在“调节模式”下拉列表中选择条目“预调节”,再单击“调节模式”区域的“Start”图标,将建立在线连接,启动值记录操作,并启动预调节功能。此时,“调节状态”区域的“状态”字段显示当前步骤和所发生的所有错误,进度条指示当前步骤的进度,如图8-9所示。

    当进度条达到100%以及控制器调节功能看似受阻时,单击“Stop”图标。检查工艺对象的组态,必要时重新启动控制器调节功能。

    如果执行预调节时未产生错误消息,则PID参数已调节完毕。PID_Compact将切换到自动模式并使用已调节的参数。在电源关闭以及重启CPU期间,已调节的PID参数保持不变。如果无法实现预调节,PID_Compact指令将根据已组态的响应对错误做出反应。

    精确调节将根据过程值振荡的幅度和频率为操作点调节PID参数,所有PID参数都根据结果重新计算。精确调节得出的PID参数通常比预调节得出的PID参数具有更好的主控和扰动特性。

调试窗口中预调节调试PID

    8-9    调试窗口中预调节调试PID

    PID_Compact的精确调节功能要求事先满足以下要求:

    1)已在循环中断OB中调用PID_Compact指令。

    2)参数ManualEnable= FALSE,  Reset= FALSE

    3)设定值和过程值均在组态的限值范围内。

    4)在操作点处,控制回路已稳定。过程值与设定值一致时,表明到达了操作点。

    5)不能被干扰。

    6) PID_Compact处于下列工作模式之一:“未激活”“自动模式”或“手动模式”。

    如果希望通过调节来改进现有PID参数,可在自动模式下启动精确调节。此时,PID_Compact将使用现有的PID参数控制系统,直到控制回路已稳定并且精确调节的要求得到满足为止,之后才会启动精确调节。

    如果在未激活模式或手动模式启动精确调节,则先在满足预调节的条件下启动预调节,已确定的PID参数将用于控制,直到控制回路已稳定并且精确调节的要求得到满足为止,之后才会启动精确调节。如果无法实现预调节,PID_Compact将根据已组态的响应对错误做出反应。如果预调节的过程值已经十分接近设定值,则将尝试利用最小或最大输出值来达到设定值,这可能会增加超调量。

    精确调节的操作与预调节的步骤大致相同,不同的是需要在“调节模式”下拉列表中选择条目“精确调节”。

    如果在精确调节期间未发生错误,则PID参数已调节完毕。PID_Compact将切换到自动模式并使用已调节的参数。在电源关闭以及重启CPU期间,已调节的PID参数保持不变。

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