S7-300 400 PLC应用教程 第2版 教学课件 ppt 作者 廖常初 第8章
5页1、第8章 S7-300/400在模拟量闭环控制中的应用 8.1 模拟量闭环控制与PID控制器 8.1.1 模拟量闭环控制系统,8.1.2 PID控制器 对比例、积分和微分作用的理解 调用FB 41FB 43和用于温度控制的FB 58和FB 59来实现PID。,每次PID运算时,在原来的积分值的基础上,积分作用增加一个与当前的误差值成正比的微小部分。积分时间TI在积分项的分母中。 只要误差不为零,积分项就会向减小误差的方向变化,因此积分部分的作用是消除稳态误差。积分作用本身具有严重的滞后特性,对系统的稳定性不利。PI组合的优点。 误差的微分就是误差的变化速率,误差增大时微分为正,反之为负。误差变化越快,微分的绝对值越大。微分有超调和预测的作用,可以抵消滞后因素的影响。 FB41的微分部分增加惯性滤波环节,以平缓PID控制器输出中微分部分的剧烈变化。,8.2 连续PID控制器FB 41 8.2.1 设定值与过程变量的处理 8.2.2 PID控制算法 8.2.3 控制器输出值的处理,8.3 PID控制器的示例程序 8.3.1 系统简介 8.3.2 程序设计 FB100用来模拟过程对象,3个惯性
2、环节,采样周期200ms。,8.4 PID控制器的参数整定方法 8.4.1 PID控制器的参数整定方法 1)首先采用PI控制器调节,观察阶跃响应的波形。 2)如果阶跃响应的超调量太大,经过多次振荡才能进入稳态或者根本不稳定,应减小控制器的比例增益KP或增大积分时间TI。 3)如果阶跃响应没有超调量,但是被控量上升过于缓慢,过渡过程时间太长,应按相反的方向调整上述参数。 4)如果消除误差的速度较慢,可以适当减小积分时间,增强积分作用。 5)反复调节比例增益和积分时间,如果超调量仍然较大,可以加入微分作用。微分时间从0逐渐增大,反复调节KP、TI和TD,直到满足要求。 在调节比例增益KP时,同时会影响到积分分量和微分分量的值。 采样周期TS不能太小,应远远小于阶跃响应的纯滞后时间或上升时间。 减小增益、增大积分时间、适当调节微分时间可减小超调量。阶跃响应变化过慢应反向调节。微分不能过强。 8.4.2 PID控制器参数整定的仿真实验 打项目“PID控制”,下载到PLCSIM。HW Config中OB35的周期为200ms。 打开PID控制参数赋值工具,选中“打开”对话框中的“在线”,打开已下载的项目“PID控制”,选中FB 41的背景数据块DB 41。 在参数赋值对话框启动监控曲线对话框,用“设置”对话框设置曲线参数。关闭曲线3,时间轴长度设100s,曲线下限为0%。 修改PID参数后应下载到PLC。,
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