【正文】 der diagram）。 南陽(yáng)理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） S7300 PLC中FB41 PID算法程序設(shè)計(jì) The Design Of FB41 PID Algorithm Program In S7300 PLC 總 計(jì) ： 63 頁(yè)表 格 ： 5 個(gè) 插 圖 ： 44 幅 南 陽(yáng) 理 工 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） S7300 PLC中FB41 PID算法程序設(shè)計(jì)The Design Of FB41 PID Algorithm Program In S7300 PLC 學(xué) 院（系）： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 097108065 指 導(dǎo) 教 師（職稱）： ） 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： 南陽(yáng)理工學(xué)院Nanyang Institute of Technology S7300 PLC中FB41 PID算法程序設(shè)計(jì)電氣工程及其自動(dòng)化 [摘 要] 在西門子S7300 PLC控制系統(tǒng)中，由于FB41 PID模塊算法程序不公開，給學(xué)習(xí)者和使用者帶來(lái)困難。[關(guān)鍵詞] 算法；FB41(梯形圖)；對(duì)比；仿FB41 PID；The Design Of FB41 PID Algorithm Program In S7300 PLC Electrical Engineering and Automation Specialty HUANG Junhong[Abstract:]In Siemens S7300 PLC control system, it is difficult for learns and users to learn and use it in that the FB41 PID algorithm modules program does not open to the public. Modeled on the function and form of FB41standard PID module of Siemens S7300, this design which applys the ladder diagram language can achieve an PID algorithm with same function by programing independently . This algrorithm is the digital PID position control algorithm, including deviation dead zone processing, trapezoidal integral，delay differential, and other engineering PID technology . The independent designed PID algrorithm and the original FB41PID algrorithm are used respectively to control the water temperature (first order integral object and first order inertia object), liquid level (first order inertia object and second order inertia object), folw, and pressure of the boiler of the simulated industry object. Compared with the two algorithms, the monitoring result indicates that the control results between the independent designed PID algrorithm and the original FB41PID algrorithm are similar. Besides, the former is adaptive and has small overshoot. The source algrorithm program has added detail annotations and arithmetic explanations. Hope this design will help others to learn automatics. It can control the one and second order inertia well and replace FB41 in [Key words:] Algorithm。即當(dāng)不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。 PID有如下幾個(gè)重要的功能：(1) 提供反饋控制。第三，PID在控制非線性、時(shí)變、強(qiáng)耦合及結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過(guò)程時(shí)總顯得無(wú)能為力。 （2）預(yù)測(cè)算法和PID 算法融合在一起的控制器。 課題的意義PLC是主流的自動(dòng)化控制器，現(xiàn)在還能廣泛用于過(guò)程控制。并和FB41算法的控制效果進(jìn)行比較。 字(WORD) 。 可以使用兩種方式輸入過(guò)程變量（即反饋值）；(1）用PV_IN（過(guò)程輸入變量）輸入浮點(diǎn)數(shù)格式的過(guò)程變量，此時(shí)數(shù)字量輸入PVPER_ON（外部設(shè)備過(guò)程變量ON)應(yīng)為0的狀態(tài)。當(dāng)死區(qū)非線性環(huán)節(jié)的輸入量（即誤差(ev(n））的絕對(duì)值小于設(shè)定值B時(shí)，死區(qū)的非線性輸出量（即PID控制器的輸入量）為0，這時(shí)PID控制器的輸出分量中比例和微分部位都為0，積分保持不變，因此PID的輸出保持不變，PID控制器不起調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。INTVAL:FB41“CONT_C有一個(gè)初始化過(guò)程中，如果I_INT_ON（積分作用初始化）為1的狀態(tài)，將輸入變量INTVAL作為積分器的初始值。輸出限幅LMNLIMIT(輸出量限幅）方框用于將控制器輸出值（MV）限幅。當(dāng)在周期中斷優(yōu)先級(jí)中調(diào)用積分器，它便從這個(gè)數(shù)值開始，繼續(xù)工作。從控制要求來(lái)說(shuō)，很多系統(tǒng)又允許被控量在一定范圍內(nèi)存在誤差。 根據(jù)資料分析所得，F(xiàn)B41中的積分算法是在矩形積分基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而得到的梯形積分算法。例如西門子常用的D/A轉(zhuǎn)換模塊SM332的數(shù)據(jù)范圍為0000H至6000H（H表示十六進(jìn)制）。 標(biāo)準(zhǔn)的PID控制式中，對(duì)具有高頻擾動(dòng)的生產(chǎn)過(guò)程，微分作用響應(yīng)過(guò)于靈敏，容易引起控制過(guò)程的振蕩，降低調(diào)節(jié)品質(zhì)。例如在對(duì)比試驗(yàn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制器用位置傳感器檢測(cè)閥門的開度，通過(guò)閉環(huán)位置隨動(dòng)系統(tǒng)，使閥門的開度與閥門控制器的輸入信號(hào)（即PID控制器的輸出）成正比。PC/MPI適配器上有一個(gè)選擇傳輸速率的開關(guān)，可選19200bit/s 或38400bit/s。 圖5 插入新功能模塊 圖6 定義變量 圖7 插入DB塊 圖8 FB41（梯形圖） PID模塊的背景數(shù)據(jù)塊 圖9 程序流程圖 FB41（梯形圖） PID算法封裝與調(diào)用在Step7 ，算法的封裝是自動(dòng)完成的，就是說(shuō)寫好算法后，在組織塊中就可以直接調(diào)用封裝好的算法，具體方法如下：打開要調(diào)用FB41（梯形圖）的組織塊，進(jìn)入編程畫面。同時(shí)，在參數(shù)、物理?xiàng)l件均相同的情況下，使用原來(lái)Step7 PID控制程序進(jìn)行對(duì)上述對(duì)象的控制，通過(guò)組態(tài)軟件監(jiān)控后，所得結(jié)果與FB41（梯形圖）的監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行比較。記作A。 峰值時(shí)間和上升時(shí)間 被控量達(dá)到最大值的時(shí)刻稱為峰值時(shí)間，過(guò)渡過(guò)程開始到被控變量第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間稱為上升時(shí)間，它們都是反映系統(tǒng)快速性的指標(biāo)。 表2 臨界比例度法整定調(diào)節(jié)器參數(shù) 調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)器名稱δTI(S)TD(S)P2δkPITS/PID 臨界比例度法的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用簡(jiǎn)單方便，但此法有一定限制。如果被控對(duì)象是一階慣性環(huán)節(jié)，或具有很小滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，若用臨界比例度法或阻尼振蕩法（4：1衰減）就有難度，此時(shí)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法進(jìn)行整定。 單容水箱水位控制（一階慣性對(duì)象）本實(shí)驗(yàn)裝置如圖117所示。 FB41（梯形圖）控制結(jié)果如圖18所示： 圖18 FB41（梯形圖）控制結(jié)果 選取控制效果較好由120cm蓄水至180cm段分析所得： n=12 =195s =264s =330s σ=% e(∞)=FB41控制結(jié)果如圖19所示：圖19 FB41控制結(jié)果 選取控制效果較好由120cm蓄水至180cm段分析所得： n=14 =185s =271s =340s σ=% e(∞)=實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)B41（梯形圖）在水溫控制方面效果與FB41相當(dāng)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法所得P設(shè)置為10，I為1S，D為3S。打開鍋爐內(nèi)膽的進(jìn)水閥門，使用變頻器將供水壓力控制在50Kpa，進(jìn)水流量為80L/，讓出水流量等于進(jìn)水流量，從而保持鍋爐內(nèi)水位為30cm不變。根據(jù)誤差E（s）=R（s）B(s）。讓鍋爐夾套注滿水。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法所得。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動(dòng)作用下的無(wú)靜差控制。 圖36 雙容水箱液位的階躍響應(yīng)曲線（a）右水箱液位 （b）左水箱液位雙容對(duì)象兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)可按下述方法來(lái)確定。論證實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足控制要求。實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，不僅讓我的知識(shí)體系得以鞏固，而且還鍛煉提高了我的動(dòng)手操作能力。 PID Control Getting : 01/2004[16] SLC I IAamp。