手把手教你S7-1200中如何实现PID控制

【导读】分享S7-1200中如何实现PID控制。

概述

【一】PID控制

PID功能用于对闭环过程进行控制。PID控制适用于温度、压力和流量等物理量，是工业现场中应用最为广泛的一种控制方式，其原理是对被控对象设定一个给定值然后将实际值测量出来，并与给定值比较，将其差值送入PID控制器，PID控制器按照一定的运算规律，计算出结果，即为输出值，送到执行器进行调节，其中的P、I和D指的是比例、积分和微分，是一种闭环控制算法。通过这些参数，可以使被控对象追随给定值变化并使系统达到稳定，自动消除各种干扰对控制过程的影响。

【一】S7-1200的PID控制

S7-1200CPU提供了PID控制器回路数量受到CPU的工作内存及支持DB块数量限制。严格上说并没有限制具体数量，但实际应用推荐客户不要超过16路PID回路。可同时进行回路控制，用户可手动调试参数，也可使用自整定功能，提供了两种自整定方式由PID控制器自动调试参数。另外STEP7Basic还提供了调试面板，用户可以直观的了解控制器及被控对象的状态。PID控制器功能主要依靠三部分实现，循环中断块，PID指令块，工艺对象背景数据块。用户在调用PID指令块时需要定义其背景数据块，而此背景数据块需要在工艺对象中添加，称为工艺对象背景数据块。PID指令块与其相对应的的工艺对象背景数据块组合使用，形成完整的PID控制器。自软件博途V13起，固件为4.0或更高版本的S7-1200，可以使用PID_指令。S7-1200在以上，博途V13SP1以上，使用S7-PLCSIMV13SP1可以仿真PLC程序，但不支持工艺功能（高速计数器、运动控制、PID调节）的仿真。

（1）下表显示了PID_Compact的每个版本可用于哪种CPU：

CPU

FW

PID_Compact

S7-1200

≥

S7-1200

≥

S7-1200

≥

S7-1200

≥

（2）PID_工艺对象典型CPU处理时间（取决于CPU类型）：

CPU

典型CPU处理时间(PID_)

CPU1211C≥

300µs

CPU1215C≥

300µs

CPU1217C≥

300µs

（3）PID_工艺对象背景数据块的存储器要求：

分类

PID_背景数据块的存储器要求

装载存储器要求

约12000个字节

总工作存储器要求

788个字节

保持性工作存储器要求

44个字节

模拟量闭环控制系统-PID控制的特点：

不需要被控对象的数学模型，结构简单容易实现，使用方便有较强的灵活性和适应性。

用调试窗口整定PID控制器-调试窗口的功能

2、使用“运行中自调节”功能优化控制器，可以实现最佳调节

3、用于趋势视图监视当前的闭环控制

4、通过手动设置控制器的输出值来测试过程

工控路上和你一路前行。