西門(mén)子PLCsmart200-PID 自動(dòng)/手動(dòng)調節的無(wú)擾動(dòng)切換
有些工程項目中可能需要根據工藝要求在不同的時(shí)刻投入、或者退出 PID 自動(dòng)控制;退出 PID 自動(dòng)控制時(shí),控制器的輸出部分可以由操作人員直接手動(dòng)控制。這就是所謂的 PID 手動(dòng)/自動(dòng)切換。
PID 控制處于自動(dòng)方式時(shí),PID 控制器(S7-200 SMART 中的 PID 調節功能)會(huì )按照 PID 算法,自動(dòng)通過(guò)輸出的作用使過(guò)程反饋值跟隨給定值變化,并保持穩定。這是一個(gè)自動(dòng)的閉環(huán)控制系統。操作人員可以根據現場(chǎng)工藝的要求,改變給定(即設定值)的值。
PID 控制處于手動(dòng)方式時(shí),PID 控制器不再起自動(dòng)計算的作用。這時(shí),控制回路的輸出是由操作人員手動(dòng)控制、調整,由操作人員觀(guān)察現場(chǎng)的控制效果,從而構成人工閉環(huán)控制。
所謂 PID 自動(dòng)/手動(dòng)控制,就是看控制系統的輸出是由 PID 控制器自動(dòng)控制,還是由操作人員手動(dòng)控制。
有些控制系統的執行機構不能承受較大的沖擊,這就要求在進(jìn)行 PID 自動(dòng)/手動(dòng)切換時(shí),保持控制輸出的穩定。這就是要求無(wú)擾動(dòng)切換。
為了達到 PID 自動(dòng)/手動(dòng)控制的無(wú)擾動(dòng)切換,需要在編程時(shí)注意一些相關(guān)事項。下面分別就直接使用 PID 指令編程,和使用 PID 向導編程兩種情況作一介紹。
直接使用 PID 指令塊編寫(xiě) PID 控制程序時(shí),可以簡(jiǎn)單地使用“調用/不調用”指令的方式控制自動(dòng)/手動(dòng)模式。因為 PID 指令本身已經(jīng)具有實(shí)現無(wú)擾動(dòng)切換的能力,此時(shí)在 PID 指令控制環(huán)節之外編程沒(méi)有多大必要。
PID 指令的 EN 輸入端使能(為“1”)時(shí),我們認為是自動(dòng)控制模式;EN 輸入端未使能(為“0”)時(shí),我們認為是手動(dòng)控制模式。
PID 指令本身有一個(gè)“能流歷史狀態(tài)位”,以記錄指令的狀態(tài)切換。在 EN 端從“0”變?yōu)椤薄?”時(shí),PID 指令認為這是從“手動(dòng)”模式向“自動(dòng)”模式切換。PID 指令此時(shí)會(huì )自動(dòng)執行一系列動(dòng)作,以配合無(wú)擾動(dòng)切換:
使設定值等于當前反饋值可以避免出現偏差,使之不存在調整的要求;當然如果有工藝要求,也可以后續調整設定值。其他的動(dòng)作都是為了使 PID 在后續的操作中不改變輸出的值。
在編程時(shí)要注意:
使用 PID 指令向導編程時(shí),指令向導會(huì )自動(dòng)調用 PID 指令,并且編寫(xiě)外圍的控制變量標準化換算、定時(shí)采樣等功能。用戶(hù)在使用 PID 指令向導時(shí),需要在用戶(hù)程序中用 SM0.0 調用指令向導生成的子程序(如 PIDx_CTRL 子程序)。PID 向導可以生成帶自動(dòng)/手動(dòng)切換功能的子程序,這個(gè)子程序使用一個(gè)數字量點(diǎn)為“1”、“0”的狀態(tài)來(lái)控制是否投入 PID 自動(dòng)控制。
到目前為止(STEP 7-Micro/WIN SMART),使用 PID 向導生成的子程序時(shí),由于用戶(hù)程序不能直接使用 PID 指令,它的無(wú)擾切換能力因為隔了外殼子程序,所以受到了局限。如果對無(wú)擾切換要求比較嚴格,需要另外編一些程序加以處理。
考察如下 PID 控制子程序。
圖 1. PID 向導生成的指令
圖中:
要實(shí)現無(wú)擾動(dòng)切換,必須:
為此,可編寫(xiě)類(lèi)似下圖所示的程序,放在 PID 控制子程序之前:
圖 2. 無(wú)擾切換處理程序
圖中:
上述程序中的 Scale_I_to_R 就是量程變換指令庫中的子程序,如何將該指令庫導入到Micro/WIN SMART 中可參見(jiàn)如何將Micro/WIN 的庫文件導入到Micro/WIN SMART中。這是為了解決過(guò)程反饋與設定值之間的換算問(wèn)題。用戶(hù)也可以自己編程換算,或者根據反饋與給定的取值范圍決定是否需要換算。
為了更好地理解 PID向導的自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾切換的使用,可參考下面的例程。
使用環(huán)境: STEP 7 Micro/WIN SMART V2.3.2
實(shí)現功能: PID向導的自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾切換
PID向導自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾切換
本例程僅供參考,程序中的CPU版本、類(lèi)型可能與用戶(hù)實(shí)際使用不同,用戶(hù)可能需要先對例子程序做修改和調整,才能將其用于測試。本例程的作者和擁有者對于該例程的功能性和兼容性不負任何責任,使用該例程的風(fēng)險完全由用戶(hù)自行承擔。由于它是免費的,所以不提供任何擔保,錯誤糾正和熱線(xiàn)支持,用戶(hù)不必為此聯(lián)系西門(mén)子技術(shù)支持與服務(wù)部門(mén)。
電話(huà):13818569113
郵箱:13818569113@139.com
網(wǎng)址:http://m.youmiyou.cn/
地址:上海青浦區北青公路7171號111-112室