西门子S7-300系列PLC的PID功能块的应用经验

1、可以在软件中进行自动整定；西门子6ES7352-1AH02-OAEO

该部分主要对整个项目中围绕SIMATICs7-1200的产品硬件设计作详细的说明。配以带有SIMATIC S7-1200控制柜或者产品的图片加以说明。

　　2、自动整定的PID参数可能对于系统来说不是的，就需要手动凭经验来进行整定。P参数过小，达到动态平衡的时间就会太长；P参数过大，就容易产生超调。

　　PID功能块在梯形图（程序）中应当注意的问题：

　　1、采用PID向导生成PID功能块；

　　2、我要说一个zui简单的也是zui容易被人忽视的问题，那就是：PID功能块的使能控制只能采用SM0.0或任何1个存储器的常开触点并联该存储器的常闭触点这样的*断开的触点！

　　笔者在以前的一个工程调试中就遇到这样的问题：PID功能块有时间动作正常，有时间动作不正常，而且不正常时发现PID功能块都没问题（PID参数正确、使能正确），就是没有输出。zui后查了好久，突然意识到可能是使能的问题——我在使能端串联了启动/停止控制的保持继电器，我把它改为SM0.0以后，一切正常！

　　同时也明白了PID功能块有时间动作正常，有时间动作不正常的原因：有时在灌入程序后保持继电器处于动作的状态才不会出现问题，一旦停止了设备就会出现问题——PID功能块使能一旦断开，工作就不会正常！

　　把这个给大家说说，以免出现同样失误。

　　下面是PID控制器参数整定的一般方法：

　　PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。

　　PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：

　　一是理论计算整定法。

　　它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。

　　二是工程整定方法。

　　它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
　但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行zui后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：

　　(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；

　　(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；

　　(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

　　PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整PID的大小。

　　比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。

　　PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

　　温度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；

　　压力P：P=30~70%，T=24~180s；

　　液位L：P=20~80%，T=60~300s；

　　流量L：P=40~*，T=6~60s。

　　书上的常用口诀：

　　参数整定找 ，从小到大顺序查；

　　先是比例后积分，zui后再把微分加；

　　曲线振荡很频繁，比例度盘要放大；

　　曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳；

　　曲线偏离回复慢，积分时间往下降；

　　曲线波动周期长，积分时间再加长；

　　曲线振荡频率快，先把微分降下来；

　　动差大来波动慢。微分时间应加长；

　　理想曲线两个波，前高后低4比1；

PLC的基础技术的进展，主要集中在两个基本方面：执行多任务和程序互换。

  所谓执行多任务，就是在一个PLC系统中可同时装几个CPU模块，每个CPU模块都执行某一种任务，控制与其所执行任务相关的I/O模块的存取。其实，按照IEC 61131-3的概念，我们应该更确切地称之为通过多配置执行多任务。例如，三菱电机的小Q系列zui多可以在一个机架上插4个CPU模块；富士电机的MICREX-SX系列zui多可以在一个机架上插6个CPU模块。这些CPU模块可以是专门用于逻辑控制、顺序控制的，也可以是运动控制用的，还可以是做过程控制用的，上述在WINOOWs操作系统的环境下执行PC机任务的模块，也是供用户选择的一种选项。从某种意义上讲，这也是一种混合式的控制系统。
PLC的传统软件模型包括一个资源，运行一个任务，控制一个程序，且运行于一个封闭系统中。而在IEC 61131-3可编程控制器编程语言标准的软件模型中，在其zui上层把解决一个具体控制问题的完整的软件概括为一个“配置”。它专指一个特定类型的控制系统，包括硬件装置、处理资源、I/O通道的存贮地址和系统能力，等同于一个PLC系统的应用程序。在一个由多台PLC或由多个CPU构成的PLC控制系统中，每一台PLC或每一个CPU的应用程序就是一个独立的“配置”。在一个“配置”中可以定义一个或多个“资源”。可把“资源”看作能执行IEC程序的处理手段，它反映PLC的物理结构，在程序和PLC的物理I/O通道之间提供了一个接口。只有在装入“资源”后才能执行IEC程序。一般而言，通常资源放在PLC内，当然它也可以放在其它支持IEC程序执行的系统内。在一个“资源”内可以定义一个或多个任务。任务被配置后可以控制一组程序或功能块。这些程序和功能块可以是周期地执行，也可以由一个事件驱动予以执行。
    由此可见，该软件模型足以映像各类实际系统：对于只有一个处理器的小型系统，其模型只有一个配置、一个资源和一个程序，与现在大多数PLC的情况*相符。对于有多个CPU模块插装在同一机架上的中、大型系统，每个CPU模块被视作一个配置，可由一个或多个资源来描述，而一个资源则包括一个或多个程序。对于分散型系统，包含多个配置，而一个配置又包含多个处理器，每个处理器用一个资源描述，每个资源则包括一个或多个程序。西门子PLC模块6ES7312-5BF04-0AB0
    值得指出的是，近些年来在日本开始流行的多CPU的PLC结构，恰恰是在IEC 61131-3标准颁布后多年之后才问世的。这个PLC结构的革命性变化，显然是建立在这个软件模型的  理论基础上，要不然PLC还是由一个CPU按扫描方式执行一个程序的那种传统结构。
    至于程序互换的问题，至少到目前为止尚是一个努力的方向。只有在每个PLC的供应厂商所提供的PLC产品都真正遵循IEC 61131-3的标准，而且其编程系统的具体实现又切实符合IEC 61131-8《编程语言的应用和实现导则》，并通过PLCopen这个组织对各种编程语言（LD、SFC、FBD、ST和IL）的*性测试，还要解决不同PLC的存储地址资源的对应互换，才有可能实现名副其实的程序互换。

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如何将西门子PLC程序下载到S7CPU中

在可编程控制器中重新装载块可以用新版本的块覆盖已存在于S7可编程逻辑控制器CPU中的装入存储器(RAM)或工作存储器中的块(重载它们)。覆盖已存在的版本。重载S7块的步骤与下载相同。将显示提示信息，询问是否希望覆盖已存在的块。不能删除存储在EPROM中的块，但是一旦重载将会声明无效。装入替换的块到RAM中。这在装入存储器或工作存储器中造成间隙。如果这些间隙zui后意味着没有新的块可以下载，则应该压缩存储器。注意如果电源先关闭然后再打开，并且RAM没有电池装备，或随后CPU的存储器复位，"旧"的块再次有效。在集成的EPROM上保存下载块对于带一个集成EPROM的CPU (例如CPU 312)，可将RAM中的块保存到集成EPROM中，从而在断电或存储器复位后不会丢失数据。
1. 使用菜单命令视图 > 在线，显示含已打开项目在线视图的窗口，或，在工具栏中单击"可访问节点"按钮或选择菜单命令PLC > 显示可访问节点，打开"可访问节点"窗口。
2. 在项目的在线窗口中选择S7或M7程序，或在"可访问节点"窗口中选择节点。
3. 使用下列方法之一，在CPU上选择要保存的"块"文件夹：
§ 如果正在使用项目管理，那么在项目的在线窗口中
§ 如果没有使用项目管理，那么在"可访问节点"窗口中
4. 选择菜单命令PLC > 将RAM保存到ROM。
通过EPROM存储卡下载要求要访问专为S7可编程逻辑控制器而设计的编程设备中的EPROM存储卡，需要合适的EPROM驱动程序。要访问为M7可编程控制系统设计的编程设备中的EPROM存储卡，必须安装FLASH文件系统(仅适用于PG 720、PG 740和PG 760)。当安装STEP 7标准软件包时EPROM驱动程序和Flash文件系统作为选件提供。如果使用PC，则需要外部编程器来保存到EPROM存储卡。也可以在以后安装驱动程序。为此，通过开始 > Simatic > STEP 7 > 存储卡参数分配或通过控制面板(双击"存储卡参数分配"图标)调用相应的对话框。