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關(guān)于西門子PLC中的PID調(diào)節(jié)控制面板
閱讀：1784 發(fā)布時(shí)間：2021-4-27
限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PIC要由分立元
器件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20
世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器，人們很快將其引入PLC，使PIC增加了運(yùn)算、
數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便
熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，PLC采用和繼電器電路圖類似
的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元器件部以繼電
器命名。此時(shí)的PIC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。
20世紀(jì)70年代中末期，PLC進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入
PLC中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工
抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及*的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地
位。20世紀(jì)80年代初，PLC在*工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期PIC
發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是
世界上生產(chǎn)PLC的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升，這標(biāo)志著PIC已步人成熟
階段。
S7-200 PLC的V4.0版編程軟件STEP 7 Micro/WIN中的PID調(diào)節(jié)控制面板用圖形方式監(jiān)視PID回路。該面板還用來(lái)啟動(dòng)或停止自整定過(guò)程，設(shè)置自整定的參數(shù)，并將推薦的整定值或用戶設(shè)置的整定值應(yīng)用到實(shí)際控制中。自整定過(guò)程中PID控制器的給定值SP、輸出MV
和過(guò)程變量PV的變化情況如圖843所示。
使用控制面板時(shí)，首先應(yīng)將至少有一個(gè)PID回路的用戶程序下載到CPU，為了顯示PID回路的操作，STEP 7 Micro/WIN應(yīng)與S7-200 PLC建立起通信連接，PLC必須處于運(yùn)行( RUN)模式。執(zhí)行菜單命令“工具”一+“PID調(diào)節(jié)控制面板”，打開(kāi)控制面板后，可以觀察到過(guò)程變量PV、控制器輸出MV和設(shè)定值SP的變化曲線和當(dāng)前的數(shù)值。
控制面板屏幕左上角顯示連接的PLC的站地址（遠(yuǎn)程地址），右上角顯示PLC的型號(hào)和版本號(hào)。遠(yuǎn)程地址下面是過(guò)程變量的條形圖，條形圖下面是過(guò)程變量的實(shí)際值和用百分?jǐn)?shù)表示的相對(duì)值。
條形圖右側(cè)的當(dāng)前值區(qū)域顯示了設(shè)定值、采樣時(shí)間、增益、積分時(shí)間、微分時(shí)間的數(shù)值。控制器的輸出值用帶數(shù)字值的水平條形圖來(lái)表示。
當(dāng)前值區(qū)域右邊的圖形顯示區(qū)用不同的顏色顯示過(guò)程交量PV、給定值SP和PID輸出量MV相對(duì)于時(shí)間的曲線。左側(cè)縱軸的刻度是用百分?jǐn)?shù)表示的各變量的相對(duì)值，右側(cè)縱軸的刻度是PID輸出和過(guò)程變量的實(shí)際值。
屏幕的左下方是調(diào)節(jié)參數(shù)區(qū)，在這一區(qū)域顯示和修改增益、積分時(shí)間和微分時(shí)間。用單選框選擇顯示參數(shù)當(dāng)前值、建議值或手動(dòng)值三者之一。如果要修改整定參數(shù)，應(yīng)選擇“手動(dòng)”。
單擊“更新PLC”按鈕，將顯示的增益、積分時(shí)間和微分時(shí)間傳送入PLC被監(jiān)視的PID回路中?？梢杂?ldquo;開(kāi)始自動(dòng)調(diào)節(jié)”按鈕來(lái)啟動(dòng)自整定序列。
圖形顯示下方的“當(dāng)前PID”選擇框用下拉式菜單選擇希望在控制面板中監(jiān)視的PID回路。在“采樣率”區(qū)，可以選擇圖形顯示的采樣時(shí)間間隔(1 ~480s)，用“設(shè)置時(shí)標(biāo)”按鈕來(lái)使修改后的采樣速率生效。可以用“暫停”按鈕凍結(jié)和恢復(fù)曲線圖的顯示。在圖形區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，然后執(zhí)行“clear”（清除）命令，可以清除圖形。
圖形區(qū)的右下側(cè)是圖例，標(biāo)出了過(guò)程變量、給定值和輸出值曲線的顏色。
單擊“調(diào)節(jié)參數(shù)（分鐘）”區(qū)內(nèi)的“高級(jí)”按鈕，在彈出的對(duì)話框中可以選擇是否自動(dòng)計(jì)算滯后值和偏移值，如圖8—44所示。為了盡量減少自整定過(guò)程對(duì)控制系統(tǒng)的干擾，用戶也可以自己設(shè)置滯后值和偏移值。在圖844中的“其他選項(xiàng)”區(qū)，可以起始輸出步長(zhǎng)和看門狗時(shí)間。
圖8-44中，PID參數(shù)的推薦值與用“動(dòng)態(tài)響應(yīng)選項(xiàng)”區(qū)中的單選框選擇的響應(yīng)速度有關(guān)。“快速”響應(yīng)可能產(chǎn)生超調(diào)，對(duì)應(yīng)于欠阻尼整定狀態(tài)。“中速”響應(yīng)可能處于超調(diào)的邊沿，對(duì)應(yīng)于臨界阻尼整定狀態(tài)。“慢速”響應(yīng)和“很慢”響應(yīng)可能沒(méi)有超調(diào)，分別對(duì)應(yīng)于過(guò)阻尼和嚴(yán)重過(guò)阻尼整定狀態(tài)。
設(shè)置好參數(shù)后，單擊“確認(rèn)”按鈕，返回圖843中的PID調(diào)節(jié)控制面板的主窗口。
在完成自整定序列，且已將建議的整定參數(shù)傳輸至PLC后，可以用控制面板來(lái)監(jiān)視回路對(duì)階躍變化的給定值的響應(yīng)。