西门子S7-200 PID编程有哪些值得注意的地方?
1.注意信号区分
注意区分输入端接的是电压信号还是电流信号;输出端是电流信号还是电压信号。在模拟模块上不同信号下的接线方式。
2.了解信号元件
如使用温度变送器,要了解温度变送器测量范围,如0~100℃;输出电流范围4~20mA;分度号是什么,如PT100;接线原理图等。相关输入元件;输出元件在模拟模块上的接线方式。其他如工程要求的精度是多少等。
3.PID设定值
模拟量值和A/D转换值的转换
假设模拟量的标准电信号是A0—Am(如:4—20mA),A/D转换后数值为D0—Dm(如:6400—32000),设模拟量的标准电信号是A,A/D转换后的相应数值为D,由于是线性关系,函数关系A=f(D)可以表示为数学方程:
A=(D-D0)×(Am-A0)/(Dm-D0)+A0。
根据该方程式,可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换,得出函数关系D=f(A)可以表示为数学方程:
D=(A-A0)×(Dm-D0)/(Am-A0)+D0。
具体举一个实例,以S7-200和4—20mA为例,经A/D转换后,我们得到的数值是6400—32000,即A0=4,Am=20,D0=6400,Dm=32000,代入公式,得出:
A=(D-6400)×(20-4)/(32000-6400)+4
假设该模拟量与AIW0对应,则当AIW0的值为12800时,相应的模拟电信号是6400×16/25600+4=8mA。
又如,某温度传感器,-10—60℃与4—20mA相对应,以T表示温度值,AIW0为PLC模拟量采样值,则根据上式直接代入得出:
T=70×(AIW0-6400)/25600-10
可以用T 直接显示温度值。
模拟量值和A/D转换值的转换理解起来比较困难,该段多读几遍,结合所举例子,就会理解。为了让您方便地理解,我们再举一个例子:
某压力变送器,当压力达到满量程5MPa时,压力变送器的输出电流是20mA,AIW0的数值是32000。可见,每毫安对应的A/D值为32000/20,测得当压力为0.1MPa时,压力变送器的电流应为4mA,A/D值为(32000/20)×4=6400。
由此得出,AIW0的数值转换为实际压力值(单位为KPa)的计算公式为:
VW0的值=(AIW0的值-6400)(5000-100)/(32000-6400)+100(单位:KPa)
假定我们将控制温度定位23.5℃;以单极性为例,首先应确定输入信号是0~10V电压信号还是4~20mA电流信号,这在PID设定值中非常重要。
如是0~10V电压输入信号对应0~32000,温度范围0~100℃,设定值为可直接算出:VD204=23.5/(100-0)=0.235;
若是电流4~20mA,其对应数值应为6400~32000,温度范围0~100℃,则设定值应为0.388。
原因:模拟模块中0~32000对应0~20mA;其中6400~32000对应4~20mA对应0~100℃;这就必须进行相关的计算,23.5℃电流计算方式:
(20-4):(100-0)=(X-4):23.5;
解方程:X=7.76(mA)。
设定值:VD204=7.76/20=0.388
4.PID输出值
以单极性为例,应确定输出信号是0~10V电压信号还是4~20mA电流信号对应着0~32000
若是输出信号AQW0对应电压信号,比如0~10V,则AQW0=(实数VD208*32000在转化成整数)即可;
若是输出信号AQW0对应电流信号,比如4~20mA,则AQW0=(实数VD208*32000在转化成整数+6400)。
5.PID恒温控制
通过上机实验可知:PID恒温控制是围绕着设定值进行调节的。若设定温度为23.5℃;当温度低于设定值时,加温蒸汽调节阀始终处于全部打开状态,;当温度达到23.5℃,加温用的蒸汽调节阀开始逐渐关闭,在关闭过程中,温度有可能仍在渐渐上升,温度偏离越大,关闭速度越快;知道全部关闭为止;当温度再次低于设定值时,加温蒸汽调节阀则会逐渐打开,打开速度取决于温度偏离值的大小,偏离越大,打开速度越快;直到温度再次达到设定值。若温度长时间未达到设定值,调节功能会将调节阀全部打开,这就是我所观察到的PID恒温控制情况。所以,我们可以根据实控情况进行必要的编程,有效的利用低于设定值时PID控制时段;切断高于设定值部分的PID控制,在温度高于设定值后,即可根据生产要求干脆部分或全部关闭加温阀。以防温度上升过高。来求得优越的温控效果。