S71200 PID Compact V2 组态步骤Word格式.docx

S71200 PID Compact V2 组态步骤Word格式.docx

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工艺对象文件夹中，会自动关联出PID_Compact_x[DBx]，包含其组态界面和调试功能。

图3.工艺对象中关联生成PID_Compact

使用PID控制器前，需要对其进行组态设置，分为基本设置、过程值设置、高级设置等部分。

图4.PID_Compact组态界面

基本设置

1、基本设置--控制器类型

a.为设定值、过程值和扰动变量选择物理量和测量单位。

b.正作用：

随着PID控制器的偏差增大，输出值增大。

反作用：

随着PID控制器的偏差增大，输出值减小。

PID_Compact反作用时，可以勾选“反转控制逻辑”；

或者用负比例增益。

c.要在CPU重启后切换到“模式”（Mode）参数中保存的工作模式，请勾选“在CPU重启后激活模式”。

图5.PID_Compact>

基本设置>

控制器类型

2、基本设置--定义Input/Output参数

定义PID过程值和输出值的内容，选择PID_Compact输入、输出变量的引脚和数据类型。

图6.PID_Compact>

定义Input/Output

过程值设置

1、过程值设置--过程值限值

必须满足过程值下限<

过程值上限。

如果过程值超出限值，就会出现错误（ErrorBits=0001h）。

图7.设置过程值限值

2、过程值设置--过程值标定

a.当且仅当在Input/Output中输入选择为“Input_PER”时，才可组态过程值标定。

b.如果过程值与模拟量输入值成正比，则将使用上下限值对来标定Input_PER。

c.必须满足范围的下限<

上限。

图8.进行过程值标定

高级设置

1、高级设置--过程值监视

a.过程值的监视限值范围需要在过程值限值范围之内。

b.过程值超过监视限值，会输出警告。

过程值超过过程值限值，PID输出报错，切换工作模式。

图9.设置过程监控值设置，与过程值限对比

2、高级设置--PWM限制

输出参数Output中的值被转换为一个脉冲序列，该序列通过脉宽调制在输出参数Output_PWM中输出。

在PID算法采样时间内计算Output，在采样时间PID_Compact内输出Output_PWM。

图10.PID_Compact的PWM输出原理

a.为最大程度地减小工作频率并节省执行器，可延长最短开/关时间。

b.如果要使用“Output”或“Output_PER”，则必须分别为最短开关时间组态值0.0。

c.脉冲或中断时间永远不会小于最短开关时间。

例如，在当前PID算法采样周期中，如果输出小于最短接通时间将不输出脉冲，如果输出大于（PID算法采样时间-最短关闭时间）则整个周期输出高电平。

d.在当前PID算法采样周期中，因小于最短接通时间未能输出脉冲的，会在下一个PID算法采样周期中累加和补偿由此引起的误差。

最短开/关时间只影响输出参数Output_PWM，不用于CPU中集成的任何脉冲发生器。

示例：

PID_Compact采样时间=100ms；

PID算法采样时间=1000ms；

最短开启时间=200ms（即已组态的最小接通脉冲为PID_Compact的20%），若此时PID输出恒定为15%。

则在第一个周期内不输出脉冲，在第二个周期内将第一个周期内未输出的脉冲累加到第二个周期的脉冲，依次输出。

如图11所示。

图11.PWM最小开/关时间影响示例图

3、高级设置--输出值限值

a.在“输出值的限值”窗口中，以百分比形式组态输出值的限值。

无论是在手动模式还是自动模式下，都不要超过输出值的限值。

b.手动模式下的设定值ManualValue，必须介于输出值的下限（Config.OutputLowerLimit）与输出值的上限（Config.OutputUpperLimit）之间的值。

c.如果在手动模式下指定了一个超出限值范围的输出值，则CPU会将有效值限制为组态的限值。

d.PID_compact可以通过组态界面中输出值的上限和下限修改限值。

最广范围为-100.0到100.0，如果采用Output_PWM输出时限制为0.0到100.0。

图12.过程监控值设置和过程值限对比

4、高级设置--对错误的响应

a.在PIDCompactV1时，如果PID控制器出现错误，PID会自动切换到“未激活”模式。

在PID_CompactV2时，可以预先设置错误响应时PID的输出状态，如图13所示。

以便在发生错误时，控制器在大多数情况下均可保持激活状态。

b.如果控制器频繁发生错误，建议检查Errorbits参数并消除错误原因。

图13.PID组态高级设置_对错误的响应

根据错误代码来分析错误原因。

根据组态界面所设置的“对错误的响应”，不同错误的响应状态也不一样，如下表所示：

非活动

错误待定时的当前值

错误未决时的替代输出值

0001H

0800H

40000H

对于所有错误，PID均输出0.0，Error=1，会切换到“未激活”模式（State=0）。

当错误离开后，可通过Reset的下降沿或者ModeActive的上升沿来切换工作模式。

自动模式下出现错误PIDCompact仍保持自动模式（State=3），Error=1，输出错误发生前的最后一个有效值。

错误离开后Error=0、错误代码保留、PID_Compact从自动模式开始运行。

/

0002H

0200H

0400H

1000H

自动模式下出现错误PIDCompact切换到“带错误监视的替代输出值”模式（State=5），Error=1，输出组态的替换输出值。

0004H

0008H

0010H

0080H

0100H

在调节过程中出现错误时，PID_Compact取消调节模式，直接切换到Mode参数中保存的工作模式运行。

0020H

精确调节期间无法再启动预调节，则PID_Compact的Error=1、State保持不变，即保持在精确调节模式。

10000H

手动模式下发生错误则继续使用手动值作为输出，Error=1、State保持不变。

如果手动值无效（10000H）则输出组态的替换输出值。

当ManualValue中指定有效值后，则Error=0、PID_Compact便会将其作为输出值。

20000H

自动模式下发生错误需要输出替代值时，如果替代输出值无效则PIDCompact切换到“带错误监视的替代输出值”模式（State=5），并输出输出值的下限。

错误离开后PID_Compact切换回自动模式。

5、高级设置--手动输入PID参数

a.在PIDCompact组态界面可以修改PID参数，通过此处修改的参数对应工艺对象背景数据块>

Static>

Retain>

PID参数。

b.通过组态界面修改参数需要重新下载组态并重启PLC。

建议直接对工艺对象背景数据块进行操作。

图14.PID组态高级设置_手动输入PID参数

具体应用“在PIDCompact组态界面里手动输入PID参数，为什么重新下载后新的参数不起作用？

”

工艺对象背景数据块

PIDCompact指令的背景数据块属于工艺对象数据块，打开方式：

选择项目树>

工艺对象>

PID_Compact_x[DBy]，操作步骤如图所示：

图15.打开PIDCompact工艺对象数据块

工艺对象数据块主要分10部分：

1-Input，2-Output，3-Inout，4-Static，5-Config，6-CycleTime，7-CtrlParamsBackUp，8-PIDSelfTune，9-PIDCtrl，10-Retain.其中1,2,3这部分参数在PID_Compact指令中有参数引脚。

工艺对象数据块的属性为优化的块访问，即以符号进行寻址。

常用的PID参数：

比例增益、积分时间、微分时间，见工艺对象数据块>

Retain中，如图所示：

图16.PICCompact工艺对象数据块中的PID参数

工艺对象背景数据块的常见问题

通过触摸屏或第三方设备，如何设置PIDCompact的参数：

如比例增益、积分时间、微分时间？

第三方上位机或触摸屏，多数不能直接访问S7-1200中符号寻址的变量。

这种情况下，可以使用绝对地址的变量与PID_Compact工艺对象数据块中的增益、积分、微分的变量之间做数据传送。

只需要在第三方设备的用户画面中，访问对应的绝对地址变量即可。

PID参数修改后实时生效，不需要重启PID控制器和PLC。

如图17所示：

1.触摸屏访问的变量是绝对地址寻址，工艺对象背景数据块里对应变量是符号寻址。

2.设置绝对地址变量的保持性，实现断电数据保持。

3.通过指令实现绝对地址与符号地址变量的数据传送。

图17.第三方设备访问并设置PID增益积分微分