6ES7341-1AH01-0AE0

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西门子300中PID功能块说明

 PID的调用要在OB35中完成.
  在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个DB块如“DB20”。系统会问你要不要生成这个DB，选yes就可以。
  大部分参数不要填，默认就行，下面是常用参数，用变量连接：

  1、MAN_ON:用一个bool量，如m0.0，为true则手动，为false则自动；
  2、cycle：T#100MS，这个值与ob35默认的100ms*；
  3、SP_INT：MD2,是hmi发下来的设定值，0－100.0的范围，real型；
  4、PV_IN:MD6，实际测量值，比如反馈的氧浓度，要从piw×××转换为实际的工程量（使用FC105)；
  5、MAN:MD10 （该地址也可以是从上位机设定的地址）,是手动状态下的输入值，real型。手动设多少输出将为多少。
  6、GAIN: MD100（该地址也可以是从上位机设定的地址如DB 块的地址,这样可以从上位机设P 参数了），默认写1－2吧（系统默认是2），调试的时候再改。
  7、TI：MW120, 默认可以写T#30S吧，调试的时候改；
  8、DEAD_W：MD122,死区，就是sp和pv的偏差死区，0－100.0的范围，默认0，调试的时候改；
  输出：((死区：又叫死区宽度，在控制系统中，某些执行机构如果动作频繁，会导致小幅震荡，造成严重的机械磨损。从控制要求来说，很多系统又允许被控量在一定范围内存在误差。我们允许被控量的误差大小，被称为PID的死区宽度；
死区是如何工作的呢？
当误差的值小于 死区宽度 时，死区非线性的输出量（即 PID控制器的输入量）为0 ，这时PID 控制器的输出分量中，比例部分和微分部分为0，积分部分保持不变，因此PID的输出保持不变，PID控制器起不到调节作用；当误差的值超过 死区宽度 时 ，开始正常的PID 控制
在FB41 中，死区宽度是“DEADB_W”
PID的输入量  = 0      偏差的值|ev|<  "DEADB_W"

             = ev     偏差的值|ev|>= "DEADB_W"      ))  
 9、LMN:MD126，把MD126再用fc106转换到pqw××，如果pid运算结果不再有工艺条件其他限制可以用LMN_PER更简单就不用fc106了。
  三、用plcsim模拟
  1、手动
  man_on＝true，看输出是否等于man；
  2、自动
  man_on＝false，调整pv或者sp，使得有偏差大于死区，看输出变化，这里的模拟只能说明pid工作了，不能测试实际调节效果啊。

 COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常可以不用，因为一旦参数设定好不会有大的变动了。

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FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。
　　　　
　　　　PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；
　　　　
　　　　PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，
　　　　一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果
　　　　
　　　　以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。其他的可以使用默认参数。
　　　　
　　　　
　　　　A：所有的输入参数：
　　　　
　　　　COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；
　　　　
　　　　MAN_ON： BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；
　　　　
　　　　PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用 PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；
　　　　P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；
　　　　I_SEL： BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；
　　　　INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；
　　　　I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；
　　　　D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；
　　　　CYCLE ： TIME：PID采样周期，一般设为200MS；
　　　　SP_INT： REAL：PID的给定值；
　　　　PV_IN ： REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；
　　　　PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）
　　　　MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；
　　　　GAIN ： REAL：比例增益；
　　　　TI ： TIME：积分时间；
　　　　TD ： TIME：微分时间；
　　　　TM_LAG： TIME：和微分有关；
　　　　DEADB_W： REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；
　　　　LMN_HLM： REAL：PID上极限，一般是100%；
　　　　LMN_LLM： REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；
　　　　PV_FAC： REAL：过程变量比例因子
　　　　PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET）
　　　　LMN_FAC： REAL：PID输出值比例因子；
　　　　LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；
　　　　I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；
　　　　DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；
　　　　
　　　　B：部分输出参数说明：
　　　　LMN ：REAL：PID输出；
　　　　LMN_P ：REAL：PID输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
　　　　LMN_I ：REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
　　　　LMN_D ：REAL：PID输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
　　　　
　　　　C：规格化概念及方法：
　　　　PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，
　　　　而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的
　　　　因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化
　　　　
　　　　规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比 对应与27648数字量范围内的量）
　　　　对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT
　　　　对于输出变量 ，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；
　　　　
　　　　D：PID的调整方法：
　　　　一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，
　　　　 一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡
　　　　的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。　　　　
　　　　附录：PID的调整可以通过“开始—>SIMATIC->STEP7->PID调整”打开PID调整的控制面板，通过选择不同的PID背景数据块，调整不同回路的PID参数。

PLC动作原理分析——PLC内、外典型输入电路

1、PLC内部的典型输入电路——动作原理分析

2、PLC内部输出电路——动作原理分析

PLC循环扫描的工作步骤

◆PLC工作1个循环需要“经历”若干步骤(一般为5个)，对这若干步骤按顺序“扫描”1遍所花的时间，称为“扫描周期T”。

◆T的典型值＝10ms

◆程序越长，T就越大。

◆T过大→会导致PLC失控。

【背景案例1-1】　交流电动机——继电器长动(启保停)控制电路——原理分析

★猜猜看……如果在电动机M通电旋转时，接触器KM的自保触点突然松脱，M会怎样？

接触器——文字符号KM

——主触点的额定电流大，用于控制电动机主电路的通电与断电

——辅助触点(额定电流3A或5A)→用于→辅助电路

热继电器——文字符号FR

——发热元件→串联于→电动机主电路

——发热元件的动作电流→整定成→电动机的额定电流

——物理触点→用于→辅助电路

——发热元件[断电]→再等3－5min→物理触点[可自动复位或手动复位]

可编程控制器PLC的应用特点与结构

可编程序逻辑控制器起源于60年代，简称PLC（Programmable  Logic  Controller）。目前，已经广泛应用于冶金、矿业、机械等领域。其特点是：

1、编程方便易学           

2、运行稳定可靠 

3、使用维护方便

4、对环境要求低

用可编程序控制器实施控制，如上图，其实质是按照一定的算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现。入出变换、物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点。而人出变换实际上就是信息处理，信息处理当今较常用的是微处理机技术，物理实现则要求PLC的输入应当排除干扰信号适应于工业现场。输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用。这就要求I/O电路专门设计。根据PLC实施控制的基本点的分析，PLC采用了典型的计算机结构，主要是由CPU、RAM、ROM和专门设计的输入输出接口电路等组成。

中央处理机是PLC的大脑，如下图它由中央处理器（CPU）和存储器等组成 。

1、中央处理器（CPU）

    中央处理器（CPU）一般由控制电路、运算器和寄存器组成，这些电路一般都集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元。输入输出（I/O）接口电路相连接。

    它主要完成以下的功能：

（1）将输入信号送入PLC中存储起来。  

（2）按存放的先后顺序取出             

用户指令，进行编译。                  

（3）完成用户指令规定的各种操作。       

（4）将结果送到输出端。

（5）响应各种外围设备（如变程器、打印机等）的请求。

    2、存储器

PLC内部存储器有两类：一类是RAM（即随机存取存储器），可以随时由 CPU对它进行读出、写入；另一类是ROM（即只读存储器），CPU只

从中读取而不能写入。RAM主要用来存放各种暂存的数据、中间结果能及用户正在调试的程序，ROM主要存放监控程序及用户已调试好的程序，这些程序都事先烧在ROM芯片中，开机后便可运行其中程序。

     3、输入、输出接口电路

它起着PLC和外围设备之间传递信息的作用。用户设备需要输入PLC的各种控制信号，如限位开关、操作按钮以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量（要通过模数变换进入机内）等，通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能接收和处理的信号。输出接口电路将处理器输出的弱电信号转换成现场需要的强电信号以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。常

用接口电路的结构如下图所示。

                 输入输出接口电路

为了保证电路的正常工作，这些接口电路有以下特点；

1）输入采用光电耦合电路，可大大减少电磁干扰

2）输出也采用光电隔离并有三种方式，即继电器、晶体管和晶闸管。这使得  PLC可以适合各种用户的不同要求。如低速、大功率负载一般采用继电器输出；高速大功率则采用晶闸管输出；高速小功率可用晶体管输出。还有功率放大输出电路等，而且有些输出电路做成模块式，可插拔，更换起来十分方便。

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