08 西门子PID温度控制.docx

1、08 西门子PID温度控制sSIMATIC PID温度控制手册2003年12月版A5E00447393-02连续温度控制器FB 58“TCONT_CP” 2 在FB 58“TCONT_CP”中进行控制器整定3安全指南本手册包括了保证人身安全与保护本产品及相连设备所应遵守的注意事项。这些注意事项在手册中均以符号加以突出，并根据危险等级标识如下：危险 表示如果不采取适当的预防措施，将导致死亡、严重人身伤害或重大财产损失。警告 表示如果不采取适当的预防措施，可能导致死亡、严重人身伤害或重大财产损失。当心 表示如果不采取适当的预防措施，可能导致轻微的人身伤害。当心表示如果不采取适当的预防措施，可能造成

2、财产损失。注意提醒您注意有关产品、产品使用的特别重要的信息，或文档的某些特定部分。合格人员只有合格人员才允许安装和操作该设备。合格人员是指被授权按照既定安全惯例和标准，对线路、设备和系统进行调试、接地和标记的人员。正确使用请注意下列事项：警告本设备及其部件只能用于产品目录或技术说明书中所描述的范畴，并且只能与由西门子公司认可或推荐的第三方厂商提供的设备或部件一起使用。只有正确地运输、保管、设置和安装本产品，并且按照建议的方式操作和维护，产品才能正常、安全地运行。商标SIMATIC、SIMATIC HMI和SIMATIC NET是SIEMENS AG的注册商标。本文档中的其它一些标志也是注册商标

3、，如果任何第三方出于个人目的而使用，都会侵犯商标所有者的权利。版权所有 Siemens AG 2001-2003 保留所有权利未经明确的书面许可，不得复制、传播或使用本手册或所含内容。违者应对造成的损失承担责任。保留所有权利，包括实用模型或设计的专利许可权及注册权。免责声明 我们已检查过本手册中的内容与所描述的硬件和软件相符。由于差错在所难免，我们不能保证完全一致。我们会定期审查本手册中的内容，并在后续版本中进行必要的更正。欢迎提出改进意见。Siemens AG 2001-2003技术参数如有改动，恕不另行通知。 Siemens AG Bereich Automation and Drives

4、 Geschaeftsgebiet Industrial Automation SystemsPostfach 4848, D- 90327 NuernbergSiemens AktiengesellschaftA5E00447393-02前言手册目的当使用标准库 PID控制中的温度控制器块时，本手册可为您提供支持。本手册将帮助您熟悉控制器功能块的功能，特别是控制器的整定和用户界面的使用，用户可在该用户界面中设置功能块的参数。功能块和用户界面都有在线帮助，可在设置功能块参数时，为您提供支持。本手册是针对可编程控制器的编程、组态、调试和维修人员编写的。 我们建议您多花一点时间学习第6章中的“温度

5、控制器实例”。这些实例将帮助您快速、清楚地理解温度控制器的应用。基本知识要求为理解本手册，用户应熟知自动化工程技术，并了解闭环控制的基本原理。 还应能熟练使用装有Windows 95/98/NT/2000或Me操作系统的计算机或类似工具(例如，编程设备)。由于PID温度控制是与STEP 7基本软件配合使用的，用户还应熟悉基本软件的使用方法，如“使用STEP 7 V5.1编程”手册所述。 手册范围本手册适用于STEP 7编程软件V5.1版本，Service Pack 3和更高版本中的标准库 PID控制中的温度控制器。PID温度控制A5E00447393-02 iii前言STEP 7文档数据包本手

6、册是STEP 7基本信息文档数据包的一部分。手册STEP 7基本信息，包括 使用STEP 7 V5.1使用入门 使用STEP 7 V5.1编程 组态硬件和通讯连接，STEP 7 V5.1 从S5到S7，变频器手册STEP 7参考，包括 提供了参考信息，并描述编程语6ES7810-4CA05-8BR0 用于S7-300/400的梯形图言LAD、FBD和STL、标准和(LAD) / 功能块图(FBD) / 系统功能，扩充了STEP 7基本信息的范围。 语句表(STL)手册 目的 订货号 供技术人员参考的基本信息，描6ES7810-4CA05-8BA0述了通过STEP 7和S7-300/400实现控

7、制任务的方法。 用于S7-300/400的标准和系统功能电子手册 PID温度控制 本手册描述了标准库 PID控制STEP 7软件包的一部分中的温度控制器。在线帮助系统关于STEP 7的帮助信息 目的 以在线帮助的形式，提供使用STEP 7编程和组态硬件的基本信息。 订货号 STEP 7软件包的一部分参考帮助系统，用于 LAD/FBD/STL SFB/SFC 组织块 PID温度控制 上下文相关的参考信息7软件包的一部分SIMATIC S7中的更多闭环控制产品 SIMATIC S7用户手册：标准PID控制、模块化PID控制、PID自整定器、FM355/455 PID控制 Jrgen Mller，“

8、Regeln mit SIMATIC - Praxisbuch fr Regelungen mitSIMATIC S7 und PCS7”(“用SIMATIC控制 用SIMATIC S7和PCS7控制的实践手册”)，由MCI Publicis出版社出版发行ISBN 3-89578-147-9 (仅提供德语版本)iv PID温度控制 A5E00447393-02前言 更多技术支持如果有任何技术问题，请联系西门子代表或代理商。您可以在下列网页中查找联系人：培训中心西门子提供了很多培训教程，帮助您熟悉SIMATIC S7自动化系统。详细信息请联系当地的培训中心，或位于德国纽伦堡(D 90327)的培

9、训总部：电话： +49 (911) 895-3200.网址： Internet上的SIMATIC文档可以在Internet上免费获得文档： 在该网站上，可使用“知识管理器”快速地找到您所需要的文档。如果您对文档有任何疑问或建议，可进入Internet论坛上的“文档”会议室发表意见。PID温度控制A5E00447393-02 v前言A&D技术支持遍布世界各处，24小时服务：纽伦堡约翰逊城北京全球(纽伦堡) 技术支持每年365天，每天24小时电话： +49 (180) 5050-222 传真： +49 (180) 5050-223 电子邮件： adsupport 格林威治标准时间 (GMT)： +

10、1:00欧洲/非洲(纽伦堡) 许可证当地时间： 星期一到星期五， 上午8:00到下午5:00 电话： 传真：+49 (180) 5050 222 +49 (180) 5050 223美国(约翰逊城) 技术支持和授权中心当地时间： 星期一到星期五，上午8:00到下午5:00 电话： 传真：+1 (423) 262 2522 +1 (423) 262 2289亚洲/澳洲(北京) 技术支持和授权中心当地时间： 星期一到星期五，上午8:00到下午5:00 电话： 传真：+86 10 64 75 75 75 +86 10 64 74 74 74电子邮件： adsupport 格林威治标准时间(GMT)：

11、 +1:00电子邮件： simatic.hotline 电子邮件： adsupport.asia 格林威治 标准时间(GMT)： -5:00格林威治 标准时间(GMT)： +8:00SIMATIC热线和授权热线的语言通常是德语和英语。viPID温度控制 A5E00447393-02互联网服务与支持除文档以外，还在英特网上在线提供了专业技术信息，网址如下：可在其中查找下列内容： 公司简讯，不断提供产品的最新信息。 相应文档资料，可通过“服务和支持”中的搜索功能查找。 论坛，世界各地的用户和专家可以在此交流经验。 当地自动化和驱动办事处。 在“服务”页面下提供了关于现场服务、维修、备件等信息。PI

12、D温度控制A5E00447393-02 前言 vii前言viii PID温度控制A5E00447393-021 引言 1.11.222.12.1.12.1.22.1.32.1.42.22.32.42.4.12.4.22.4.32.4.4 33.13.23.33.43.53.63.73.83.93.103.113.123.13 44.14.1.14.1.24.24.34.3.14.3.24.3.3 5 1-1 FB 58“TCONT_CP”.1-3 FB59“TCONT_S”.1-4 控制器部分.2-1 形成偏差信号.2-1 PID算法.2-4 计算可调节变量.2-6 保存和重新装载控制器参数.

13、2-9 脉冲发生器PULSEGEN (PULSE_ON).2-11 方框图.2-13 在用户程序中包含功能块.2-14 调用控制器块.2-14 无脉冲发生器的调用(连续控制器).2-15 具有脉冲发生器的调用(脉冲控制器).2-15 初始化.2-18 引言.3-1 过程类型.3-2 应用领域.3-3 控制器整定的阶段.3-4 准备工作.3-6 启动整定(阶段1 - 2).3-8 搜索拐点(阶段2)和计算控制参数(阶段3、4、5).3-10 检查过程类型(阶段7).3-10 整定结果.3-11 整定被操作员停止.3-11 出错状况和纠正方法.3-12 控制模式中的手动微调.3-16 控制通道的并

14、行整定.3-19 控制器部分.4-1 形成偏差信号.4-1 PI步进控制器算法.4-4 方框图.4-5 在用户程序中包含功能块.4-6 调用控制器块.4-6 采样时间.4-7 初始化.4-7 5-1 连续温度控制器FB 58“TCONT_CP” 2-1 在FB 58“TCONT_CP”中执行控制器整定 3-1 步进温度控制器FB59“TCONT_S” 4-1 使用入门 PID温度控制 A5E00447393-02 ix6 温度控制器实例 6-16.16.26.36.46.5 引言.6-1 使用FB 58“TCONT_CP”(脉冲控制)的实例.6-2 具有短脉冲发生器采样时间的FB 58“TCO

15、NT_CP”的实例.6-6 使用FB 58“TCONT_CP”(连续控制)的实例.6-7 使用FB 59“TCONT_S”(步进控制器)的实例.6-11A-1技术规范.A-1执行时间.A-1DB分配.A-2FB 58“TCONT_CP”的背景数据块.A-2FB 59“TCONT_S”的背景数据块.A-13整定期间可能出现的消息列表.A-17 A 附录 A.1 A.2 A.3 A.3.1 A.3.2 A.4B索引缩写和缩略语 B-1x PID温度控制 A5E00447393-021 引言“PID温度控制”的产品结构在安装了STEP 7之后，STEP 7 PID温度控制的各个组成部分就存在于下列文

16、件夹中： SIEMENSSTEP7S7LIBS：FB SIEMENSSTEP7S7WRT：参数分配用户界面、自述文件、在线帮助 SIEMENSSTEP7EXAMPLES：实例程序 SIEMENSSTEP7MANUAL：手册PID温度控制A5E00447393-02 1-1引言功能块“标准库PID控制”包含了两个温度控制器：1. FB 58“TCONT_CP”：用于具有连续或脉冲输入信号的执行器的温度控制器。这个控制器块还包含了PI/PID参数的自整定功能。2. FB 59“TCONT_S”：用于具有集成组件(例如定位电机)的执行器的步进温度控制器。控制块是纯软件控制器，在其中，一个块就包含了控

17、制器的全部功能。周期计算所需的数据存储在相应的背景数据块中。参数分配用户界面使用参数分配用户界面为控制器设置参数，并对控制器进行整定。参数设置存储在相关背景数据块中。可以通过双击相关背景数据块启动参数分配用户界面。在线帮助您可以在在线帮助系统中查找到关于参数分配用户界面和功能块的描述。打开自述文件自述文件包含了关于您接收到的软件的最新信息。可以在Windows开始菜单中找到这个文件。1-2 PID温度控制 A5E00447393-02引言1.1 FB 58“TCONT_CP”FB 58“TCONT_CP”用于使用连续或脉冲控制信号来控制温度过程。您可以设置参数，启用或禁止PID控制器的子功能，以便使其和要控制的过程相适应。使用参数分配工具，可以很简单地进行这些设置。在SIMATIC管理器内，可以双击一个项目内的背景数据块来启动参数分配过程。可以按照下列步骤打开电子手册：开始 Simatic 文档 英文 PID温度控制。应用模块功能以PID控制算法为基础，带有用于温度过程的附加功能。控制器提供了模拟量调节值和脉宽调制驱动信号。控制器将信号输出到一个执行器；换句话说，通过一个控制器，可以加热，也可以冷却，但是不能同时加热和冷却。在加热或冷却过程中使用控制器FB TCONT_CP可以仅用于加热，也可以仅用于冷却。如果将块用于冷却，必须为GAIN分配一个负数