西门子PLC模块授权总经销商 6ES7522-5FF00-0AB0 S7-1500， 数字输出模块
6ES7522-5FF00-0AB0
SIMATIC S7-1500， 数字输出模块 D AC/2A ST；TRIAC； 8 通道，分成组，每组 1；2A 每组； 替换值: 前连接器（螺栓端子 或推拉式）单独订购
输出值和控制偏差成正比，即： 输出值 = 比例增益 × 控制偏差 y = GAIN × x PD 作用控制器的阶跃响应 W \\ W 70B/$* W [ ① 控制偏差 ② 连续控制器的输出值 ③ 脉冲控制器的输出值 TM_LAG 微分作用的延迟 PD作用控制器的等式 以下等式适用于在一定时间范围内 PD 作用控制器的阶跃响应： 70B/$* 70B/$* W yH 7' \*$,1y;: y 31 控制原理 3.6 不同反馈结构中的控制响应 PID 控制 功能手册, 11/2022,A5E35300232-AF t = 自控制偏差阶跃后的时间间隔 微分作用根据过程值的变化率生成输出值。微分作用本身不适合进行控制，因为输出值仅随 过程值的阶跃而发生变化。 只要过程值保持恒定，输出值就不会再发生变化。通过与比例作用相结合，可以改进对微分作用干扰的响应。 但无法完全校正干扰。 好的动态 响应是有好处的。在逼近和设定值改变期间可实现获得有效衰减的非波动响应。如果受控系统具有脉冲测量的量（例如，在压力或**控制系统中），则具有微分作用的控制 器不适用。 PI 作用控制器的阶跃响应 [ W W\ \ W ① 控制偏差 ② 连续控制器的输出值 ③ 脉冲控制器的输出值 32 PID 控制 功能手册, 11/2022,A5E35300232-AF 控制原理 3.6 不同反馈结构中的控制响应 控制器中的积分作用会随时间而使控制偏差增大。这意味着控制器会一直对系统进行校正， 直到控制偏差消除为止。 持续控制偏差只会在具有比例作用的控制器中生成。 这种影响可通过控制器中的积分作用来消除。 根据对控制响应的要求，在实际操作中**将比例、积分和微分作用结合使用。 各个分量的时间响应可通过控制器参数比例增益 GAIN、积分作用时间 TI （积分作用）和微分作用时间 TD（微分作用）来描述。 PI作用控制器的等式 以下等式适用于在一定时间范围内 PI 作用控制器的阶跃响应： \ *$,1y;:y 7,yW t =自控制偏差阶跃后的时间间隔 33 控制原理 3.6 不同反馈结构中的控制响应 PID 控制 功能手册, 11/2022,A5E35300232-AF PID 控制器的阶跃响应 7, W \ \ W W [ 70B/$* ① 控制偏差 ②连续控制器的输出值 ③ 脉冲控制器的输出值 TM_LAG 微分作用的延迟 Ti 积分作用时间 PID 控制器的等式 34 PID 控制功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 控制原理 3.6 不同反馈结构中的控制响应 以下等式适用于在一定时间范围内PID 控制器的阶跃响应： 7' 70B/$* W 7,yW yH 70B/$* \ *$,1y;: y t =自控制偏差阶跃后的时间间隔 具有不同控制器结构的受控系统的响应 过程工程中的大多数控制器系统都可以通过具有 PI作用响应的控制器进行控制。 在具有较长 空载时间的慢速控制系统情况中（例如，温度控制系统），可通过具有 PID 作用的控制器**控制结果。 Z [ W ① 无控制器 ② PID 控制器 ③ PD 作用控制器 w 设定值 x 过程值 具有 PI 和 PID作用的控制器的优势在于，过程值在稳定后不会与设定值之间存在任何偏差。 过程值在逼近过程中会在设定值周围振荡。 35 控制原理 3.6不同反馈结构中的控制响应 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 3.7为指定受控系统选择控制器结构 对适用的控制器结构的选择为实现**控制结果，应选择适合于受控系统且可在特定限值范围内适应受控系统的控制器结 构。 下表概述了控制器结构与受控系统的适当组合。受控系统 控制器结构 P PD PI PID 仅具有死时间 不适用 不适用 适用 不适用 具有死时间的 PT1 不适用 不适用非常适用 非常适用 具有死时间的 PT2 不适用 有条件适用 非常适用 非常适用 高阶 不适用 不适用 有条件适用 非常适用 非自调节非常适用 非常适用 非常适用 非常适用 下表概述了控制器结构与物理量的各种组合的适宜性。 控制器结构 P PD PI PID 物理量持续控制偏差 无持续控制偏差 温度 适用于对性能要求 较低的系统以及 Tu/Tg < 0,1 的比例 作用受控系统 非常适用*适用于高性能要求的控制器结构（除 了经过特殊调整的特殊控制器） 压力 适用，如果不考虑 延迟时间 不适用*适用于高性能要求的控制器结构（除 了经过特殊调整的特殊控制器） 流速 不适用，因为所需 的 GAIN 范围通常过 大 不适用适合，但是单独使 用积分作用控制器 通常会更好 几乎不需要 3.8 PID 参数设置 参数设置的经验 控制器结构 设置 P GAIN≈ vmax × Tu [ °C ] 36 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 控制原理 3.8PID 参数设置 控制器结构 设置 PI GAIN ≈ 1.2 × vmax × Tu [ °C ] TI ≈ 4 × Tu [min ] PD GAIN ≈ 0.83 × vmax × Tu [ °C ] TD ≈ 0.25 × vmax × Tu [ min] TM_LAG ≈ 0.5 × TD[ min ] PID GAIN ≈ 0.83 × vmax × Tu [ °C ] TI ≈2 × Tu [ min ] TD ≈ 0.4 × Tu [ min ] TM_LAG ≈ 0.5 × TD[ min ]PD/PID GAIN ≈ 0.4 × vmax × Tu [ °C ] TI ≈ 2 × Tu [ min ] TD ≈ 0.4 ×Tu [ min ] TM_LAG ≈ 0.5 × TD[ min ] 除了 vmax = ∆x / ∆t ，还可以使用 Xmax /Tg。 如果控制器具有 PID 结构，则积分作用时间的设置和微分作用时间的设置通常会相互结合。 比率 TI/TD 介于 4 和 5之间，这对于大多数受控系统都是*优的。 在 PD 控制器中，不遵守微分作用时间 TD 并不重要。 对于 PI 和 PID控制器，如果大部分情况下选择的积分作用时间 TI 过短，则会发生控制振荡。 如果积分作用时间过长，则会降低干扰的稳定速度。不要希望进行第一次参数设置后，控制 回路工作状态就能达到“*优”状态。 经验表明，当系统处于 Tu / Tg > 0.3“难以控制”状态时， 进行调整是很必要的。 37 控制原理 3.8 PID 参数设置 PID 控制 功能手册, 11/2022,A5E35300232-AF PID 控制 38 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 组态软件控制器 44.1 软件控制器概述 要组态软件控制器，需要使用包含控制算法的指令和工艺对象。软件控制器的工艺对象相当于 指令的背景DB。控制器的组态数据保存在工艺对象中。与其它指令的背景数据块不同，工艺 对象并非存储在程序资源中，而是存储在 CPU >工艺对象下。 工艺对象和指令 CPU 库 指令 工艺对象 说明 S7-1200 PID_Compact V1.xPID_Compact V1.x 具有集成调节功能的通用 PID 控制器 S7-1200 PID_3Step V1.xPID_3Step V1.x 对阀门进行集成调节的 PID 控制器 S7-1500 S7-1200 V4.x PID_CompactV2.x PID_Compact V2.x 具有集成调节功能的通用 PID 控制器 S7-1500 S7-1200 V4.xPID_3Step V2.x PID_3Step V2.x 对阀门进行集成调节的 PID 控制器 S7-1500 ≥ V1.7S7-1200 ≥ V4.1 Compact PID PID_Temp V1.x PID_Temp V1.x 具有集成调节功能的通用PID 温度控制器 S7-1500/300/40 0 CONT_C CONT_C 连续控制器 S7-1500/300/40 0CONT_S CONT_S 适合具有积分行为的执行器的步进控制器 S7-1500/300/40 0 PULSEGEN -适合具有比例行为的执行器的脉冲发生器 S7-1500/300/40 0 TCONT_CP TCONT_CP具有脉冲发生器的连续温度控制器 S7-1500/300/40 0 PID 基本功能 TCONT_S TCONT_S适合具有积分行为的执行器的温度控制器 S7-300/400 TUN_EC TUN_EC 连续控制器的优化 S7-300/400 PIDSelf Tuner TUN_ES TUN_ES 步进控制器的优化 S7-300/400 PID_CP PID_CP具有脉冲发生器的连续控制器 S7-300/400 PID_ES PID_ES 适合具有积分行为的执行器的步进控制器S7-300/400 Standard PID Control（PID Professional 可选 包） LP_SCHED -分配控制器调用 S7-300/400 A_DEAD_B - 过滤控制偏差中的干扰信号 S7-300/400 CRP_IN -标定模拟量输入信号 S7-300/400 CRP_OUT - 标定模拟量输出信号 S7-300/400 DEAD_T -延时输出输入信号 S7-300/400 DEADBAND - 抑制过程值的微小波动 S7-300/400 DIF -将输入信号对时间差分 S7-300/400 Modular PID Control（PID Professional 可选 包）ERR_MON 监视控制偏差 CPU 库 指令 工艺对象 说明 S7-300/400 INTEG - 将输入信号对时间积分S7-300/400 LAG1ST - 一阶延迟元件 S7-300/400 LAG2ND - 二阶延迟元件 S7-300/400LIMALARM - 报告限值 S7-300/400 LIMITER - 限制调节变量 S7-300/400 LMNGEN_C -确定连续控制器的调节变量 S7-300/400 LMNGEN_S - 确定步进控制器的调节变量 S7-300/400 NONLIN -线性化编码器信号 S7-300/400 NORM - 物理标定过程值 S7-300/400 OVERRIDE - 将调节变量从 2 个PID 控制器切换至 1 个执行 器 S7-300/400 PARA_CTL - 切换参数集 S7-300/400 PID - PID算法 S7-300/400 PUSLEGEN_M - 为比例执行器生成脉冲 S7-300/400 RMP_SOAK -根据斜坡/保持函数指定设定值 S7-300/400 ROC_LIM - 限制变化率 S7-300/400 SCALE_M -标定过程值 S7-300/400 SP_GEN - 手动指定设定值 S7-300/400 SPLT_RAN - 拆分调节变量范围S7-300/400 SWITCH - 切换模拟值 S7-300/400 Modular PID Control（PIDProfessional 可选 包） LP_SCHED_M - 分配控制器调用 4.2 组态软件控制器的步骤所有软件控制器都按照相同的方案进行组态： 步骤 说明 1 添加工艺对象 (页 39) 2 组态工艺对象 (页 40) 3在用户程序中调用指令 (页 41) 4 将工艺对象下载到设备 (页 42) 5 调试软件控制器 (页 43) 6 将优化的 PID参数保存到项目中 (页 43) 7 比较值 (页 46) 8 显示工艺对象的背景 (页 64