s7-300plc的溫度模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 08:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 和這個位對應(yīng)，當(dāng)此位ON時，則使用IITLVAL變量積分初值。一般當(dāng)發(fā)現(xiàn)PID功能的積分值增長比較慢或系統(tǒng)反應(yīng)不夠時可以考慮使用積分初值；D_SEL ： BOOL：微分選擇位，該位ON時，選擇D（微分）控制有效；一般的控制系統(tǒng)不用；CYCLE ： TIME：PID采樣周期，一般設(shè)為200MS；SP_INT： REAL：PID的給定值；PV_IN ： REAL：PID的反饋值（也稱過程變量）；PV_PER： WORD：未經(jīng)規(guī)格化的反饋值，由PEPERON選擇有效；（不推薦）MAN ： REAL：手動值，由MANON選擇有效；GAIN ： REAL：比例增益；TI ： TIME：積分時間；TD ： TIME：微分時間；TM_LAG： TIME：我也不知道，沒用過它，和微分有關(guān)；DEADB_W： REAL：死區(qū)寬度；如果輸出在平衡點(diǎn)附近微小幅度振蕩，可以考慮用死區(qū)來降低靈敏度；LMN_HLM： REAL：PID上極限，一般是100%；LMN_LLM： REAL：PID下極限；一般為0%，如果需要雙極性調(diào)節(jié)，則需設(shè)置為100%；（正負(fù)10V輸出就是典型的雙極性輸出，此時需要設(shè)置100%）；PV_FAC： REAL：過程變量比例因子PV_OFF： REAL：過程變量偏置值（OFFSET）LMN_FAC： REAL：PID輸出值比例因子；LMN_OFF： REAL：PID輸出值偏置值（OFFSET）；I_ITLVAL：REAL：PID的積分初值；有IITLON選擇有效；DISV ：REAL：允許的擾動量，前饋控制加入，一般不設(shè)置；2）部分輸出參數(shù)說明：LMN ：REAL：PID輸出；LMN_P ：REAL：PID輸出中P的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）LMN_I ：REAL：PID輸出中I的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）LMN_D ：REAL：PID輸出中D的分量；（可用于在調(diào)試過程中觀察效果）3）規(guī)格化概念及方法：PID參數(shù)中重要的幾個變量，給定值，~，而這幾個變量在實(shí)際中都是來自與模擬輸入，或者輸出控制模擬量的因此，~，~，這個過程稱為規(guī)格化規(guī)格化的方法：（即變量相對所占整個值域范圍內(nèi)的百分比 對應(yīng)與27648數(shù)字量范圍內(nèi)的量）。對于輸入和反饋，執(zhí)行：變量*100/27648，然后將結(jié)果傳送到PVIN和SPINT對于輸出變量，執(zhí)行：LMN*27648/100，然后將結(jié)果取整傳送給PQW即可； 4）FB41的PID的調(diào)整方法：一般不用D，除非一些大功率加熱控制等慣大的系統(tǒng)；僅使用PI即可， 一般先使I等于0，P從0開始往上加，直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩為止，記下此時振蕩的周期，,應(yīng)該就可以滿足大多數(shù)的需求。附錄：PID的調(diào)整可以通過“開始—SIMATICSTEP7PID調(diào)整”打開PID調(diào)整的控制面板，通過選擇不同的PID背景數(shù)據(jù)塊，調(diào)整不同回路的PID參數(shù)。（2）功能塊FB58介紹FB58是專門用于溫度控制的PID模塊，它集成了PID運(yùn)算和脈沖觸發(fā)功能。FB58采集到的“過程值”（PV_PER）通過“過程值轉(zhuǎn)換”（CRP_IN）和“過程值規(guī)范化”（PV_NORM）轉(zhuǎn)換成與“設(shè)定值”（SP_INT）具有相同單位的值。為了抑制由于可調(diào)節(jié)變量變化所引起的小幅恒定振蕩，F(xiàn)B58對偏差通過“死區(qū)（DEADBAND）”進(jìn)行處理，由參數(shù)DEADDB_W設(shè)定死區(qū)寬度,如圖6所示:圖6. 偏差信號的形成1）PID算法和脈沖觸發(fā)。PID控制器采用位置式算法，“比例”（GAIN），“積分”（INT）,“微分”（DIF）三部分并聯(lián)，可以單獨(dú)進(jìn)行取消或激活，這樣就可組態(tài)P,PI,PD,PID控制器，通過選擇GAIN的符號正負(fù)可以很方便地實(shí)現(xiàn)作用或反作用。為防止超調(diào)，可使用“比例因子”（PFAC_SP）來弱化比例作用。PFAC_SP=:如果設(shè)定值發(fā)生變化，比例作用發(fā)揮全部作用；PFAC_SP=0表示：如果設(shè)定值發(fā)生變化，比例作用不發(fā)揮任何作用,FB58輸入?yún)?shù)設(shè)置見附錄[2]?！拔⒎忠蜃印保―_F）表示微分作用的延遲時間，一般不做改變，運(yùn)算流程如圖7所示: 圖7. PID運(yùn)算方框圖如下式（3）所示，LmnN為PID的運(yùn)算結(jié)果，通過脈沖周期時間PER_TM相乘得到高電平的輸出時間： 脈寬=LmnN*PER_TM/100 （3） 脈沖輸出單元每次執(zhí)行都累加一個CYCLE_P,通過判斷累加值和脈寬，或者和周期與脈寬差值的比較來改變輸出點(diǎn)的狀態(tài)，脈沖形成的過程如圖8所示: 圖8. 脈沖觸發(fā)示意圖 正確使用“控制帶”（CONZ_ON）可改善控制效果，如果CONZ_ON=TRUE，則控制器運(yùn)行時使用控制帶。這意味著控制器將依據(jù)下列算法工作：如果PV高于SP_INT，且偏差超過CONZ_ON，則“可調(diào)節(jié)變量下限”（LMN_LLM）作為可調(diào)節(jié)變量輸出；如果PV低于SP_INT，且偏差超過了CONZ_ON，則“可調(diào)節(jié)變量上限”（LMN_HLM）作為可調(diào)節(jié)變量輸出。如果偏差在CONZ_ON之內(nèi)，則可調(diào)節(jié)變量采用來自PID控制器的數(shù)值，控制帶可根據(jù)用戶需要激活或關(guān)閉。使用控制帶具有獨(dú)特的優(yōu)越性，當(dāng)過程值進(jìn)入控制帶時，微分作用使可調(diào)節(jié)變量快速見效。如果沒用控制帶基本上只用通過減小比例作用才能減小可調(diào)節(jié)變量。如果最大或最小可調(diào)節(jié)變量輸出遠(yuǎn)沒有達(dá)到新工作點(diǎn)所要求的可調(diào)節(jié)變量，則控制帶會在不過調(diào)或欠調(diào)的情況下，使調(diào)節(jié)盡快穩(wěn)定。參數(shù)設(shè)置的經(jīng)驗(yàn)法則：CON_ZONE=250/GAINPER_TM/CYCLE_P50CYCLE時間不能超過積分時間TI的10%為了保證控制精度，脈沖周期時間PER_TM應(yīng)該至少是CYCLE_P的50倍脈沖周期時間不能超過積分時間的5%。2）保存和重新裝載控制器參數(shù)。FB58具有參數(shù)自整定功能，每次整定得到的優(yōu)化參數(shù)都是自動保存的，如果整定得到的參數(shù)效果不理想，則可以手動修改，然后將其保存，“撤銷參數(shù)修改”（UNDO_PAR用來激活修改后的參數(shù)；“裝載優(yōu)化參數(shù)”（LOAD_PID）用來重新激活控制器整定得到的優(yōu)化參數(shù)。手動修改PID參數(shù)如圖9 所示:圖9. 參數(shù)賦值視圖（3）FB41和FB58的
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