S7-1200 PID控制器

時間：2021-03-18

PID功能

PID功能用于對閉環(huán)過程進行控制。PID控制適用于溫度，壓力，流量等物理量，是工業(yè)現(xiàn)場中應用較為廣泛的一種控制方式，其原理是，對被控對象設定一個給定值，然后將實際值測量出來，并與給定值比較，將其差值送入PID控制器，PID控制器按照一定的運算規(guī)律，計算出結果，即為輸出值，送到執(zhí)行器進行調節(jié)，其中的P,I,D指的是比例，積分，微分，是一種閉環(huán)控制算法。通過這些參數(shù)，可以使被控對象追隨給定值變化并使系統(tǒng)達到穩(wěn)定，自動消除各種干擾對控制過程的影響。

S7-1200 PID控制器

S7-1200 CPU提供了PID控制器回路數(shù)量受到CPU的工作內存及支持DB塊數(shù)量限制。嚴格上說并沒有限制具體數(shù)量，但實際應用推薦客戶不要**過16路PID回路?？赏瑫r進行回路控制，用戶可手動調試參數(shù)，也可使用自整定功能，提供了兩種自整定方式由PID控制器自動調試參數(shù)。另外STEP7 Basic還提供了調試面板，用戶可以直觀的了解控制器及被控對象的狀態(tài)。

PID控制器結構

PID控制器功能主要依靠三部分實現(xiàn)，循環(huán)中斷塊，PID指令塊，工藝對象背景數(shù)據(jù)塊。用戶在調用PID指令塊時需要定義其背景數(shù)據(jù)塊，而此背景數(shù)據(jù)塊需要在工藝對象中添加，稱為工藝對象背景數(shù)據(jù)塊。PID指令塊與其相對應的的工藝對象背景數(shù)據(jù)塊組合使用，形成完整的PID控制器。PID控制器結構如圖1。

圖1 PID控制器結構

循環(huán)中斷塊可按一定周期產生中斷，執(zhí)行其中的程序。PID指令塊定義了控制器的控制算法，隨著循環(huán)中斷塊產生中斷而周期性執(zhí)行，其背景數(shù)據(jù)塊用于定義輸入輸出參數(shù)，調試參數(shù)以及監(jiān)控參數(shù)。此背景數(shù)據(jù)塊并非普通數(shù)據(jù)塊，需要在目錄樹視圖的工藝對象中才能找到并定義。

S7-1200 PID_Compact 的版本說明

自軟件 TIA Protal V13 起，固件為 4.0 或較高版本的 S7-1200，可以使用 PID_Compact V2.2 指令。

S7-1200 在 V4.0 以上，TIA V13 SP1 以上，使用 S7-PLCSIM V13 SP1 可以仿真 PLC 程序，但不支持工藝功能（高速計數(shù)器、運動控制、PID 調節(jié)）的仿真。

PID_Compact 的版本與 CPU 和 FW 的兼容性

下表顯示了 PID_Compact 的每個版本可用于哪種 CPU：

CPU	FW	PID_Compact
S7-1200	≥ V4.x	V2.2 V1.2
S7-1200	≥ V3.x	V1.2 V1.1
S7-1200	≥ V2.x	V1.2 V1.1
S7-1200	≥ V1.x	V1.0

PID_Compact V2.x 的 CPU 處理時間和存儲器要求

PID_Compact V2.0 工藝對象典型 CPU 處理時間（取決于 CPU 類型）：

CPU	典型 CPU 處理時間 (PID_Compact V2.x)
CPU 1211C ≥ V4.0	300 μs
CPU 1215C ≥ V4.0	300 μs
CPU 1217C ≥ V4.0	300 μs

PID_Compact V2.0 工藝對象背景數(shù)據(jù)塊的存儲器要求：

分類	PID_Compact V2.x 背景數(shù)據(jù)塊的存儲器要求
裝載存儲器要求	約 12000 個字節(jié)
總工作存儲器要求	788 個字節(jié)
保持性工作存儲器要求	44 個字節(jié)

PID_Compact 不同版本的特性

在 TIA Protal 軟件中使用 PID 功能，有兩種方式選擇 PID 的指令版本。
方式一、通過在工藝對象中添加新對象，在彈出的“新增對象”對話框中，左側豎列選擇 “PID” 后，看對話框中間部分對于 “Compact PID” 版本的選擇，如圖 2 和圖 3 所示：

圖2、工藝對象-添加新對象

圖3、選擇 Compact PID 指令文件夾版本

方式二、當程序處于編程界面時，右側指令欄中在工藝 > PID 控制 > Compact PID 指令 > 版本選擇，如圖4 和圖 5所示：

圖4、指令欄 > 工藝 > Compact PID

圖5、Compact PID 不同版本選擇

Compact PID文件夾 V5.0 和 V4.0 的區(qū)別是 PID_Temp 指令，其中 PID_Compact 指令均為 V2.2. 編寫 PID 功能時，可以使用上述方法進行 PID 指令的版本選擇。
在硬件版本一定的情況下，建議使用對應固件中較新版本的指令。PID Compact 指令不同版本所對應新特性，如下表所示：

PID_Compact 版本	不同版本指令的新特性
V2.2	全面改進對錯誤的響應 Error 指示是否存在錯誤處于未決狀態(tài)。如果 Error=TRUE，則此周期內至少有一條錯誤消息處于未決狀態(tài)。ErrorBits 顯示發(fā)生的具體錯誤。使用 ErrorAck 在不重啟控制器或清除積分作用的情況下確認錯誤和警告。切換工作模式不會清除處于非未決狀態(tài)的錯誤。使用 Reset 可以重啟控制器、清除積分作用，同時清除處于非未決狀態(tài)的錯誤。組態(tài)界面增加對錯誤響應的設置可使用 SetSubstituteOutput 和 ActivateRecoverMode 來組態(tài)對錯誤的響應。使用 Mode 和 ModeActivate 來切換工作模式將 PID_Compact 作為多重背景數(shù)據(jù)塊進行調用啟動特性根據(jù)工作模式設置 ENO 如果 State=0，則 ENO=FALSE;如果 State≠0，則 ENO=TRUE。可修改調節(jié)期間允許的設定值拐點（CancelTuningLevel）輸出值限值的范圍（下限可小于 0.0）增加積分的預分配作用從“未激活”切換到“自動模式”時，可使用變量 IntegralResetMode 和 OverwriteInitialOutputValue 確定積分作用的預分配。在 Disturbance 參數(shù)中啟用擾動變量 PID 參數(shù)的默認值(更改權重系數(shù)) 重命名某些變量名稱
V1.2	CPU 啟動時的手動模式如果 CPU 啟動時 ManualEnable = TRUE，則 PID_Compact 以手動模式啟動。并非一定需要 ManualEnable 出現(xiàn)上升沿。預調節(jié) 如果在預調節(jié)期間關閉 CPU，當重新開啟 CPU 時預調節(jié)會再次啟動。
V1.1	CPU 啟動時的手動模式 CPU 啟動時，僅在 ManualEnable 出現(xiàn)上升沿時，PID_Compact 才切換到手動模式。沒有上升沿時，PID_Compact 在 ManualEnable 為 FALSE 的上一個工作模式下啟動。對 Reset 的響應 Reset 上升沿時會復位錯誤和警告并清除積分作用，Reset 下降沿會觸發(fā)切換到較近激活的工作模式。過程值的默認上限（更改為 120.0）

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詞條
詞條說明
顯示*墻黑名單
顯示*墻黑名單 -“*墻黑名單”(Firewall blacklist) 條目含義顯示已**出每個時間單位允許的連接數(shù)和*墻狀態(tài)數(shù)的節(jié)點的 IP 地址。在*墻的 IP 黑名單中輸入這些節(jié)點。僅當在本地安全設置的“IP 服務的標準規(guī)則”(Standard rules for IP services) 條目中選中“使用擴展狀態(tài)選項”(Use extended status options) 復選
函數(shù)代碼 04 – 讀輸入寄存器
函數(shù)代碼 04 – 讀輸入寄存器函數(shù)使用該函數(shù)可以從從站中讀取各個寄存器。起始地址驅動程序并不檢查寄存器起始地址參數(shù)，因此將參數(shù)原封不動地發(fā)送出去。寄存器數(shù)可以讀取?1?到較多 127 個寄存器（對于 ET 200S 1SI Modbus，較多 125 個寄存器）（1 個寄存器 = 兩個字節(jié)）。SEND 源 DBSEND 源區(qū)域的結構：地址名稱類型初始值注釋+0.0地址BYTE
二代精簡屏與第三方PLC
對于DP接口的二代精簡(2nd Basic)屏支持下列第三方通訊協(xié)議。Allen-Bradley DF1?1)Mitsubishi FXModicon Modbus RTU?2)Omron Host Link對于PN接口的二代精簡(2nd Basic)屏支持下列第三方通訊協(xié)議。Allen-Bradley EtherNet/IPMitsubishi MC TCP/IPModico
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常問問題1 S7-200PC Access SMART可以與S7-300，S7-400使用嗎？答：不能。2 S7-200PC Access SMART較多可以連接幾個S7-200 SMART PLC？答：8個PLC。3為什么數(shù)據(jù)條目設置成“寫”，客戶測試端的測試結果為“差”？答：當條目的屬性為“寫”的時候，就取消了該條目的讀取功能，所以客戶端嘗試讀取的時候失敗，質量顯示“差”。在上位機軟件上可以對