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产品描述

产地德国 品牌西门子

西门子6ES7215-1HG40-0XB0详细说明


FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量,与FB42的差别在于后者是离散型的,用于控制开关量,其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。


PID的初始化可以通过在OB100中调用一次,将参数COM-RST置位,当然也可在别的地方初始化它,关键的是要控制COM-RST;


PID的调用可以在OB35中完成,一般设置时间为200MS,

一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数,可以起到事半功倍的效果


以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点,只需重点关注黑体字的参数就可以了。其他的可以使用默认参数。



A:所有的输入参数:


COM_RST: BOOL: 重新启动PID:当该位TURE时:PID执行重启动功能,复位PID内部参数到默认值;通常在系统重启动时执行一个扫描周期,或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位;


MAN_ON: BOOL:手动值ON;当该位为TURE时,PID功能块直接将MAN的值输出到LMN,这可以在PID框图中看到;也就是说,这个位是PID的手动/自动切换位;


PEPER_ON: BOOL:过程变量外围值ON:过程变量即反馈量,此PID可直接使用过程变量PIW(不推荐),也可使用 PIW规格化后的值(常用),因此,这个位为FALSE;

P_SEL: BOOL:比例选择位:该位ON时,选择P(比例)控制有效;一般选择有效;

I_SEL: BOOL:积分选择位;该位ON时,选择I(积分)控制有效;一般选择有效;

INT_HOLD BOOL:积分保持,不去设置它;

I_ITL_ON BOOL:积分初值有效,I-ITLVAL(积分初值)变量和这个位对应,当此位ON时,则使用I-ITLVAL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值;

D_SEL : BOOL:微分选择位,该位ON时,选择D(微分)控制有效;一般的控制系统不用;

CYCLE : TIME:PID采样周期,一般设为200MS;

SP_INT: REAL:PID的给定值;

PV_IN : REAL:PID的反馈值(也称过程变量);

PV_PER: WORD:未经规格化的反馈值,由PEPER-ON选择有效;(不推荐)

MAN : REAL:手动值,由MAN-ON选择有效;

GAIN : REAL:比例增益;

TI : TIME:积分时间;

TD : TIME:微分时间;

TM_LAG: TIME:我也不知道,没用过它,和微分有关;

DEADB_W: REAL:死区宽度;如果输出在平衡点附近微小幅度振荡,可以考虑用死区来降低灵敏度;

LMN_HLM: REAL:PID上极限,一般是100%;

LMN_LLM: REAL:PID下极限;一般为0%,如果需要双极性调节,则需设置为-100%;(正负10V输出就是典型的双极性输出,此时需要设置-100%);

PV_FAC: REAL:过程变量比例因子

PV_OFF: REAL:过程变量偏置值(OFFSET)

LMN_FAC: REAL:PID输出值比例因子;

LMN_OFF: REAL:PID输出值偏置值(OFFSET);

I_ITLVAL:REAL:PID的积分初值;有I-ITL-ON选择有效;

DISV :REAL:允许的扰动量,前馈控制加入,一般不设置;


B:部分输出参数说明:

LMN :REAL:PID输出;

LMN_P :REAL:PID输出中P的分量;(可用于在调试过程中观察效果)

LMN_I :REAL:PID输出中I的分量;(可用于在调试过程中观察效果)

LMN_D :REAL:PID输出中D的分量;(可用于在调试过程中观察效果)


C:规格化概念及方法:

PID参数中重要的几个变量,给定值,反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示,

而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入,或者输出控制模拟量的

因此,需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据,或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出,这个过程称为规格化


规格化的方法:(即变量相对所占整个值域范围内的百分比 对应与27648数字量范围内的量)

对于输入和反馈,执行:变量*100/27648,然后将结果传送到PV-IN和SP-INT

对于输出变量 ,执行:LMN*27648/100,然后将结果取整传送给PQW即可;


D:PID的调整方法:

一般不用D,除非一些大功率加热控制等惯大的系统;仅使用PI即可,

一般先使I等于0,P从0开始往上加,直到系统出现等幅振荡为止,记下此时振荡

的周期,然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。我记得网络上有许多调整PID的方法,但不记得那么多了,先试试吧。


附录:PID的调整可以通过“开始—>SIMATIC->STEP7->PID调整”打开PID调整的控制面板,通过选择不同的PID背景数据块,调整不同回路的PID参数

 问题反映:一套设备,配备S7-400系统,一台TP270触摸屏放置在操作台上,通过DP/MPI方式传送信息,奇怪的问题是:经常会出现PLC与TP屏无法建立连接,把想到的认为有干扰的地方全部检查,并且想办法进行屏蔽,有时可以解决问题,通讯正常,但不知什么原因又会引发同样的故障,而且有时候通讯的建立与中断转换频率极快,一会儿连接,一会儿断开。

    系统内还有一台直流驱动装置590+,数台Emerson变频器,其余为常规电器,供电系统有TE、PE,而且互相隔离。

    如何解决通讯连接干扰问题呢?

    解决方案:可能是调速装置的干扰,或者是接地的问题。接地应严格分开控制地和保护地,控制系统一点接地。

    问题反映:直流调速的影响是会有的,但通讯只是一个点对点的应用,而且采用原装西门子RS-485插头和6XV1830-0EH10电缆,接地系统已经分开,通讯线的接地是单独做的数据地,PLC系统的机壳与机柜相连(金属机柜,原厂家装配的),供电系统的零、地合一。

    问题反映:严重到找不到S7统计通讯了,

    解决方案:S7-400与TP的距离有多远?其线路是否与变频器的线路靠近?变频器与PLC有通信?

    问题反映:PLC到TP270直线距离大概有20米,通讯线放电缆槽沟内长度大约有35米,PLC柜紧挨着直流传动柜,直流传动柜旁边是低压柜(内有液压站电机、主电机风机的接触器、保护器,低压开关、微断等,还有几台变频器),所有的电缆都在一个电缆沟里,有较大部分的平行放置;变频器与直流传动均没有与PLC实现网络通信,所有的运行指令及速度值由PLC输出,PLC通过电缆与相关设备连接。

    解决方案:变频器和TP通信线是否有屏蔽?变频器的布线和屏蔽如果处理得不好的话,可能会产生很重的干扰。

    是否可以试试将TP暂时放PLC旁边,或者临时拉一条通信电缆(不要放电缆沟)。如果没问题的话,说明是干扰的问题。

    问题反映:变频器功率不大,5.5Kw,但是变频器与TP没有通讯。PLC与TP通讯电缆是西门子电缆,屏蔽层接数据地线,但这根电缆与多根大电流的电缆平行放置,长度大约15米.

    已经将TP放在PLC旁边,没有任何问题的,今天准备更换一根通讯电缆,而且远离动力电缆,不知是否有效果。PLC端的RS485总线插头的终端电阻不接,TP端的终端电阻接入。

    解决方案:如果只是PLC和TP的点对点通信,双方都应该接入终端电阻。

    问题反映:采用了上次提出的方法,两端都接入终端电阻,但是还频繁地出通讯中断的提示,等大修时间在更换一下动力电缆再看看效果。

    总结:通过实验,可以肯定干扰的根本原因是通信电缆与多根大电流的电缆(特别是变频器的输入、输出电缆)平行放置在同一电缆沟内,且距离很近。

    这个系统比较简单,只是点对点通信,的实验方法就是将两台设备暂时放置在一起,或者临时拉一条通信电缆(不要放电缆沟)。如果干扰消失,肯定是电缆布线引入的干扰。可以用示波器观察RS-485的A、B线对数字地(5针)的波形,如果有强烈干扰,可以看得到干扰信号的波形


无论是硬件组态、网络连接和上位组态,还是软件编程,其操作均简单快捷。而S7-300/400组态编程软件为经典STEP7,上位组态软件为WinCC,相对于TIA博途软件,某些操作显得繁琐(例如对于各个程序块需要每个单独存盘,当有语法错误时,则无法执行保存操作)。5.对于S7-1500,可通过Internet浏览器、内置CPU显示屏、TIA博途和HMI设备随时查看CPU状态、过程变量和故障信息等,而对于S7-300/400,则没有CPU显示屏,信息和查看也没有S7-1500方便。6.相对于S7-300/400。S7-1500支持的数据类型更广泛。S7-1500的基本数据类型的长度到64位,而S7-300/400支持的基本数据类型长度为32位;S7-1500支持Pointer、Any和Variant三种类型指。

 

S7-1500PLC的组态和编程效率更高,信息和查看更方便,这也是工程设计人员的福音。由于S7-1500PLC是无缝集成到TIA博途软件中,无论是硬件组态、网络连接和上位组态,还是软件编程,其操作均简单快捷。而S7-300/400PLC组态编程软件为经典STEP7,上位组态软件为WinCC,相对于TIA博途软件,某些操作显得繁琐(例如对于各个程序块需要每个单独存盘,当有语法错误时,则无法执行保存操作)。对于S7-1500,可通过Internet浏览器、内置CPU显示屏、TIA博途和HMI设备随时查看CPU状态、过程变量和故障信息等,而对于S7-300/400 PLC,则没有CPU显示屏,信息和查看也没有S7-1500PLC方便。

 

相对于S7-300/400PLC,S7-1500PLC支持的数据类型更广泛。S7-1500PLC的基本数据类型的长度到64位,而S7-300/400 PLC支持的基本数据类型长度为32位;S7-1500PLC支持Pointer、Any和Variant三种类型指针,S7-300/400PLC只支持前两种。这些特点,均使S7-1500PLC的编程更加灵活。

 

 

 

另外,S7-1500 PLC无需使用其它模块即可实现运动控制功能。通过PLCopen 技术,控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive 的各种驱动装置;此外,S7-1500 PLC还支持所有CPU 变量的TRACE 功能,提高了调试效率,优化了驱动和控制器的性能。

 

总之,S7-1500 PLC的功能不仅涵盖了绝大多数S7-300/400PLC,而且有过之而无不及,适用范围广泛,加之其具有上述的优点,使其在今后的发展中,必将广泛应用于各个工程领域之中




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