鋁打磨間的PID控制冷卻系統(tǒng)的控制與升溫系統(tǒng)的控制!

在工業(yè)生產(chǎn)中，常需要用閉環(huán)控制方式來實現(xiàn)溫度、壓 力、流量等連續(xù)變化的模擬量控制。無論使用模擬控制器的模 擬控制系統(tǒng)，還是使用計算機(包括PLC)的數(shù)字控制系統(tǒng)，PID控制都得到了廣泛的應用。

過程控制系統(tǒng)在對模擬量進行采樣的基礎上，一般還要對采樣值進行PID（比例+積分+微分）運算，并根據(jù)運算結果，形成對模擬量的控制作用。這種作用的結構下圖所示

使用SFB 41/FB 41 "CONT_C"進行連續(xù)PID控制

FB41用于通過使用連續(xù)的變量輸出在SIMATIC S7控制系統(tǒng)中實現(xiàn)技術過程控制。除了設定點操作和過程數(shù)值操作功能外，F(xiàn)B41可以使用連續(xù)的變量輸出和手動影響控制數(shù)值選項，來實現(xiàn)一個完整的PID控制器。

在FB41中的運算結果只有在按一定時間間隔時調(diào)用才準確，所以應在循環(huán)中斷OB（OB30到OB38）中調(diào)用，在FB41的“CYCLE”參數(shù)設置應與OB塊的循環(huán)時間一致.

SFB/FB "CONT_C" (連續(xù)控制器)在SIMATIC S7可編程邏輯控制器上使用，通過持續(xù)的輸入和輸出變量來控制工藝過程。

可以使用該控制器作為PID固定設定值控制器或在多循環(huán)控制中作為層疊、混料或比率控制器。該控制器的功能基于使用模擬信號的采樣控制器的PID控制算法，必要時可以通過加入脈沖發(fā)生器階段進行擴展，為使用成比例執(zhí)行機構的兩個或三個步驟控制器生成脈沖持續(xù)時間調(diào)制輸出信號。

只有在以固定時間間隔調(diào)用塊時，在控制塊中計算的值才是正確的。為此，應該在循環(huán)中斷OB (OB30至OB38)中調(diào)用控制塊。在CYCLE參數(shù)中輸入采樣時間。

除了設定值和過程值分支中的功能，SFB/FB還通過持續(xù)操作變量輸出和手動影響操作值的選項實現(xiàn)了完整的PID控制器。

下文提供了對這些子功能的詳細說明：

設定值分支

以浮點格式在SP_INT輸入鍵入設定值。

過程變量分支

可以外設(I/O)或以浮點格式輸入過程變量。CRP_IN功能根據(jù)以下公式將PV_PER外設值轉(zhuǎn)換為介于 -100和 +100 %間的浮點格式值：

PV_NORM功能根據(jù)以下公式統(tǒng)一CRP_IN輸出的格式：

PV_NORM的輸出 = (CPR_IN的輸出) * PV_FAC + PV_OFF

PV_FAC的默認值為1，PV_OFF的默認值為0。

出錯信號

設定值和過程變量間的差異就是出錯信號。為消除由于操作變量量化導致的小幅恒定振蕩(例如，在使用PULSEGEN進行脈寬調(diào)制時)，將死區(qū)應用于出錯信號(DEADBAND)。如果DEADB_W = 0，將關閉死區(qū)。

PID算法

PID算法用于定位計算。比例、積分(INT)和微分(DIF)操作以并聯(lián)方式連接，因而可以分別激活或取消激活。這使對P、PI、PD和PID控制器進行組態(tài)成為可能。還可以對純I和D控制器進行組態(tài)。

手動值

可以在手動和自動模式間進行切換。在手動模式下，使用手動選擇的值更正操作變量。積分器(INT)內(nèi)部設置為LMN - LMN_P - DISV，微分單元(DIF)設置為0并在內(nèi)部進行匹配。這意味著切換到自動模式不會導致操作值發(fā)生任何突變。

操作值

使用LMNLIMIT功能可以將操作值限制為所選擇的值。輸入變量超過限制時，信號位會給予指示。LMN_NORM功能根據(jù)以下公式統(tǒng)一LMNLIMIT輸出的格式：

LMN = (LMNLIMIT的輸出) * LMN_FAC + LMN_OFF

LMN_FAC的默認值為1，LMN_OFF的默認值為0。

也可以得到外設格式的操作值。CPR_OUT功能根據(jù)以下公式將浮點值LMN轉(zhuǎn)換為外設值：

前饋控制

可以在DISV輸入前饋干擾變量。

初始化

SFB 41 "CONT_C"有一個在輸入?yún)?shù)COM_RST = TRUE時自動運行的初始化程序。

在初始化過程中，將把積分器內(nèi)部設置為初始化值I_ITVAL。以循環(huán)中斷優(yōu)先級調(diào)用它時，它會從此值開始繼續(xù)工作。

將所有其它輸出設置為它們各自的默認值。

實例：水箱水位控制:

有一水箱可向外部用戶供水，用戶用水量不穩(wěn)定，有時大有時少。水箱進水可由水泵泵入，現(xiàn)需對水箱中水位進行恒液位控制，并可在0～200Cm（最大值數(shù)據(jù)可根據(jù)水箱高度確定）范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。如設定水箱水位值為100Cm時，則不管水箱的出水量如何，調(diào)節(jié)進水量，都要求水箱水位能保持在100Cm位置，如出水量少，則要控制進水量也少，如出水量大，則要控制進水量也大。

因為液位高度與水箱底部的水壓成正比，故可用一個壓力傳感器來檢測水箱底部壓力，從而確定液位高度。要控制水位恒定，需用PID算法對水位進行自動調(diào)節(jié)。把壓力傳感器檢測到的水位信號4～20mA送入至S7-300 PLC中，在PLC中對設定值與檢測值的偏差進行PID運算，運算結果輸出去調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)進水量。

水泵電機的轉(zhuǎn)速可由變頻器來進行調(diào)速。

模擬量輸入PIW130

模擬量輸出PQW128

MD8：實際液位值

M50.0：PID手自動切換

MD60：設定液位值

MD100：PID輸出值

M50.0 =FALSE時開始進行PID控制

鋁打磨PID控制分析: