在STEP 7中进行PID参数调节的过程,通常涉及多个步骤,包括启动PID向导、设置PID回路参数、配置输入输出选项、设置报警选项以及指定PID运算数据存储区等。在调节过程中,PID控制面板中的响应曲线图是非常重要的工具,它可以帮助你直观地观察PID控制器的性能,并据此调整PID参数以达到最佳的控制效果。
以下是STEP 7中PID参数调节的详细过程,以及如何使用PID控制面板中的响应曲线图:
一、启动PID向导
打开STEP 7软件,进入编程环境。
在菜单栏中选择“工具”>“向导”,然后选择“PID”以启动PID回路向导。
在向导中,选择需要配置的PID回路号(例如Loop 0),并为其自定义名称(默认名称为“Loop x”,其中“x”等于回路编号)。
二、设置PID回路参数
在PID回路参数设置对话框中,设置以下参数:
增益(Gain):即比例常数,它决定了PID控制器输出中比例部分的大小。
采样时间:PLC按照一定的时间间隔对反馈进行采样,采样时间就是这个间隔。采样时间的选择应根据系统的响应速度和扰动变化频率来确定。
积分时间(Integral Time):如果偏差值不变,积分时间就决定了控制器输出的变化速率。积分时间越短,偏差得到的修正越快。
微分时间(Derivative Time):偏差值发生变化时,微分的作用是将增加一个尖峰值到输出中,尖峰值随着时间增加而减小。微分时间越长,输出的变化越大。
注意,这些参数的数值均为实数,且在向导完成后,如果想修改这些参数,必须返回向导中修改,不能在程序中或状态表中修改。
三、配置输入输出选项
在回路输入选项的设置对话框中,选择输入类型(如单极、双极、单极20%偏移量等)和过程变量的范围。
配置反馈输入的取值范围,这取决于输入信号的类型和量程。
选择输出类型(如模拟量输出或数字量输出),并设置输出信号的整定参数。
四、设置报警选项
在回路报警选项的设置对话框中,可以设置过程值(PV)的低报警和高报警,以及模拟量输入模块报错时的报警。
这些报警选项的设置对PID调节没有直接影响,但可以使编程时的报警处理更加简单。
五、指定PID运算数据存储区
PID指令(功能块)使用了一个120个字节的V区参数表进行控制回路的运算工作。
在这一步中,需要为PID向导标准化输入输出的程序定义一个数据存储区。
要保证该数据区在程序的其它地方没有被重复使用,以避免PID运算出错。
六、使用PID控制面板中的响应曲线图
在完成PID向导配置后,可以在主程序中调用由向导生成的子程序来实现PID控制。
运行程序后,打开PID控制面板。
在PID控制面板中,你可以看到图形化的给定、反馈、调节器输出波形显示。这些波形就是响应曲线图,它们可以帮助你直观地观察PID控制器的性能。
根据响应曲线图的变化情况,你可以调整PID参数(增益、积分时间、微分时间)以优化控制效果。例如,如果反馈值波动较大,可以尝试增加微分时间来提高系统的稳定性;如果系统响应速度较慢,可以尝试减小采样时间或增加增益来加快响应速度。
请注意,PID参数的调节是一个试错的过程,需要根据你的具体应用场景和控制需求进行反复调整和优化。在实际应用中,还可以借助其他工具(如Matlab等)进行仿真和模拟,以辅助PID参数的调节和优化。