贵州西门子S7-1500PLC模块代理（欢迎您）

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西门子S7-1500 PLC的PID组态

    当为PID_Compact指令分配了背景数据块后，单击指令框中的“”，可打开该PID指令的组态编辑器。组态编辑器有两种视图，另一种是功能视图（功能视野），另一种是参数视图。

    PID指令组态编辑器的功能视图包括基本设置、过程值设置和高级设置选项等。在该视图中，以一种类似于向导的方式对PID控制器进行设置。

    “基本设置”选项页面如图8-5所示，主要包括对控制器类型和输入/输出参数(Input/Output参数）的设置。控制器类型包括常规、温度、压力和流量等选项，可以通过下拉列表的方式进行选择。如果希望随着控制偏差的增大而输出值减小，可在该页面中勾选“反转控制逻辑”复选框。另外，如果勾选了“CPU重启后激活Mode”复选框，则在CPU重启后将Mode设置为该复选框下方的设置选项。

    过程值设置包括过程值限值的设置和过程值标定（规范化）的量程设置。

    高级设置中，包括过程值监视、PWM限制、输出值限值和PID参数等选项。例如PID参数选项页面如图8-6所示。如果勾选了“启用手动输入”复选框，则可以对PID参数进行修改。调解规则区域设置PID控制器结构类型，可以选择PI类型或PID类型。

    功能视图中提供了三种提示组态结果的符号：“”表示组态仅包含默认值，通过这些默认值即可使用工艺对象，而无需进一步更改；“”表示组态的所有输入字段中均包含有效值，而且至少更改了一个默认设置；“”表示组态不完整或有缺陷，至少一个输入字段或可折叠列表不包含任何值或者包含一个无效值（相应域或下拉列表框的背景为红色，单击这些域或下拉列表框时，弹出的错误消息便会指出错误原因）。

    PID组态编辑器的参数视图如图8-7所示。在该视图中，可以对当前PID指令的所有参数进行查看，并根据需要直接对部分参数的项目起始值等离线数据进行修改。在参数视图窗口中，用户也可以对在线的参数数据进行监视和修改。

    图8-7    PID_Compact指令的组态编辑器（参数视图）

    PID指令组态完毕后，必须将新的或修改的工艺对象组态下载到在线模式的CPU中。下载方式如果选择“软件（*更改）”，则将保留保持性数据；如果在“在线”菜单中选择“下载并复位PLC程序”，则PLC程序*下载，下次从STOP更改为RUN时更新保持性数据。

在工业自动化控制应用中，经常需要使用闭环控制技术。闭环控制技术是基于反馈的概念以减少误差，通常是通过测量反馈信号获得被控变量的实际值，并与设定值进行比较得到偏差，并用这个偏差来纠正系统的响应，执行调解控制。在工程实际中，应用为广泛的调解器控制规律为比例、积分和微分控制，简称PID控制，又称PID调解。PID控制器作为早实用化的控制器已有近百年历史，现在仍然是应用广泛的工业控制器。如果PID控制器的设置正确，则会尽快达到此设定值，然后使其保持为常数值。

    例如，对自动灌装生产线的灌装罐中的液位控制在设定值左右。可以使用液位传感器测量液位并将液位值（过程值）传送给PID控制器，PID控制器将当前液位与设定值进行比较，计算出执行器（进料阀门）的输出值，从而实现液位稳定在设定值的控制。

1．基于CP 443-1的PROFINET通信

    网络结构如图8-43所示，CP 443-1是PROFINET控制器。与项目315_2PN相同，以太网上的PROFINET IO设备为ET 200S PN和IE/PB link。CP 443 -1有4个RJ - 45接口，相当于自带一个有4个端口的交换机。ET 200S PN、IE/PB link和笔记本电脑直接连接到CP 443 -1的RJ - 45连接器上。

    图8-43    硬件与网络组态

    组态时可以看出，主机架、以太网和DP网络上各从站的I/O模块的地址是自动统一分配的，没有重叠区。就像CPU集成的PROFINET接口一样，CPU通过CP 443 -1，用I/O地址直接访问各远程站的I/O模块。

    硬件和网络的组态、分配设备名称和验证通信是否实现的方法与上一节介绍的相同。

    2．基于CP 343 -1的PROFINET通信

    网络结构与图8-43类似，10控制器为CP 343 -1。组态时可以看到，以太网上I/O模块的地址是独立于CPU的地址系统的，需要调用FC 11和FC 12来访问它们。PROFINET和PROFIBUS网络上的I/O设备的地址是组态时STEP 7自动统一分配的。

不用在HW Config中组态，就可以使用SCALANCE系列交换机。但是如果对它组态，则可以查看网络的运行情况。

    下面艾特贸易小编以另一个项目的SCALANCE X204 -2为例，介绍用交换机诊断网络的方法。X204-2有4个RJ - 45电气接口，端口号为P1~P4。还有两个光纤接口，端口号为P5和P6。

    拔出接在交换机的P3接口上的IM 151 - 3PN的RJ - 45接头，CPU的BF2 LED闪烁，SF LED亮。IE/DP link的SF和BF PN LED亮，BF DP LED闪烁。

    点击HW Config工具栏上的按钮，显示在线诊断视图，双击其中的交换机，打开它的“模块信息”对话框（见图8-42）。可以看到端口3断开的信息。选中端口1，“端口详细情况”列表的“接口MAC地址”是X204 -2的地址，“相邻设备”是指该端口连接的IM 151 -3PN。

 上述操作全部成功完成后，将程序和组态信息下载到CPU。

    系统断电后再上电时，IM 151 -3PN的BF LED闪烁，PM、DI、DO模块的SF LED亮。IE/PB link的SF LED亮，BF PN和BF DP LED闪烁。过几秒后CPU的BF2 LED闪烁，SF LED亮。后所有设备的红色故障LED熄灭，绿色的RUN LED亮。

    可以用变量表来监视CPU与PROFINET IO设备的通信，也可以用下面的方法来验证通信是否成功。用右键点击离线的HW Config中ET 200S PN的2DO模块，执行出现的快捷菜单中的“监视/修改”命令，点击出现的“监视/修改”对话框中的“状态值”按，表格中的“状态值”列显示出各输出点的状态。

    在Q0.0的“修改数值”列中输入1，按回车键后变为true。点击“修改值”按钮，状态值列出现绿色矩形指示灯符号，状态值由false (0)变为true (1)：如果ET 200S PN的2DO模块上Q0.0对应的LED亮，表示CPU与10设备的通信正常。

    用同样的方法监控ET 200S PN的2DI模块（见图8-41）。点击“状态值”按钮，“状态值”列显示各输入点的状态。用模块输入端外接的小开关改变I2.0的输入电路的通、断状态，对话框中I2.0的状态值应随之而变。以上操作可以验证PROFNET IO设备与CPU的通信是否正常。

    图8-41    监视ET 200S PN的2DI模块

在PROFINET通信中，各IO设备是用设备名称来识别的，因此在组态时应为每个设备分配好设备名称，并将它们下载到CPU。

    首先应在SIMATIC管理器执行菜单命令“选项”→“设置PG/PC接口”，将PG/PC接口使用的协议设置为TCP/IP。设置好后，才能执行下面的菜单命令。

    在HW Config中执行菜单命令“PLC”→“Ethernet”（以太网）→“分配设备名称”，打开“分配设备名称”对话框（见图8-38）。

    对话框上面的“设备名称”选择框给出了STEP 7已组态和编译的设备名称。在“可用的设备”列表中，列出了STEP 7搜索到的以太网子网上所有可用的IO设备，包括在线获得的各设备的MAC地址、设备类型、原有的IP地址和设备名称（如果有的话）。

    下面是分配设备名称的操作步骤：

    1)用“设备名称”选择框选中设备名称。

    2)选中“可用的设备”列表中需要分配名称的IO设备。

    3)点击“分配名称”按钮，“设备名称”选择框的设备名称被分配给“可用的设备”列表选中的IO设备。新分配的设备名称显示在“可用的设备”列表的“设备名称”列中。

    如果不能确认“可用的设备”列表中的MAC地址对应的硬件I/O设备，选中该列表中的某个设备，例如ET 200S PN，点击“闪烁开”按钮，IM 151-3PN上绿色的link LED闪烁，可以将闪烁持续的时间设置在3～60s之间。闪烁时“持续时间”下面的进度条显示闪烁的时间。点击“闪烁关”按钮，将会提前停止闪烁。

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