西门子PLC模块授权总经销商 6ES7521-1BH10-0AA0 S7-1500， 数字输入模块
6ES7521-1BH10-0AA0
SIMATIC S7-1500， 数字输入模块， 16 数字输入 x 24 V DC 总线适配器， 16 通道分成组，每组16， 输入延迟典型值 3.2ms， 输入端类型 3（IEC 61131）； 供货范围包括前连接器 直插式
输出恒定为 15%。可输出的*小脉冲为 PID_Compact 20%。在第一个周期内不输出脉冲。在第二个周期内，将第一个周期内未输出的脉冲累加到第二个周期的脉冲。 WPV WPV 2XWSXWB3:0 2XWSXW 758()$/6( ① PID_Compact 采样时间 ② PID 算法采样时间 ⑤ *短 ON 时间为*大程度地减小工作频率并节省执行器，可延长*短开关时间。如果要使用“Output”或“Output_PER”，则必须分别为*短开关时间组态值 0.0。 说明 *短开关时间只影响输出参数Output_PWM，不用于 CPU 中集成的任何脉冲发生器。 输出值的限值在“输出值的限值”组态窗口中，以百分比形式组态输出值的**限值。无论是在手动模式还是自动模式下，都不要超过输出值的**限值。如果在手动模式下指定了一个超出限值范围的输 出值，则 CPU 会将有效值限制为组态的限值。输出值限值必须与控制逻辑相匹配。 有效的输出值限值取决于所用的 Output。 Output -100.0 至 100.0%Output_PER -100.0 至 100.0% Output_PWM 0.0 至 100.0% 71 使用PID_Compact 5.2 PID_Compact V2 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF对错误的响应 注意 您的系统可能已损坏。如果在出现错误时输出“错误未决时的当前值”或“错误未决时的替代输出值”，PID_Compact 将保持自动模式。这可能导致超出过程值的限值并损坏系统。 必须组态受控系统在出现错误时如何作出响应以避免系统损坏。 PID_Compact需要预设置，以便在发生错误时，控制器在大多数情况下均可保持激活状态。如果在控制器模式下频繁发生错误，则该默认响应会对控制响应产生**影响。这种情况下，检 查 Errorbits 参数并消除错误原因。PID_Compact 会生成可设定的输出值来对错误做出响应： • 零（未激活） PID_Compact 针对所有错误都输出 0.0作为输出值，然后切换到“未激活”模式。只能通过 Reset 的下降沿或 ModeActivate 的上升沿重新激活控制器。 •错误未决时的当前值 如果在自动模式下发生以下错误，则只要这些错误不再处于未决状态，PID_Compact 便会 返回自动模式。如果发生一个或多个下列错误，则 PID_Compact 停留在 自动模式下： –0001h：参数“Input”超出了过程值限值的范围。 – 0800h：采样时间错误 – 40000h：Disturbance参数的值无效。 如果在自动模式下发生一个或多个下列错误，PID_Compact 将切换到“带错误监视的替代输出值”模式并输出*后一个有效输出值： – 0002h：Input_PER 参数的值无效。 – 0200h：Input 参数的值无效。– 0400h：输出值计算失败。 – 1000h：Setpoint 参数的值无效。 如果在手动模式下发生错误，PID_Compact将继续使用手动值作为输出值。如果手动值无 效，则使用替代输出值。如果手动值无效和替代输出值都无效，则使用输出值下限。如果在预调节或**调节期间出现下列错误，PID_Compact 将保持激活模式。 – 0020h：**调节期间不允许预调节。出现其它错误时，PID_Compact 将取消调节并切换到调节开始时的模式。 只要错误不再处于未决状态，PID_Compact就会返回自动模式。 • 错误未决时的替代输出值 PID_Compact 将输出替代输出值。 如果发生下列错误，PID_Compact将保持“带错误监视的替代输出值”模式，并输出输出值 下限： – 20000h：变量 SubstituteOutput 的值无效。对于所有其它错误，PID_Compact 按照“错误未决时的当前值”中的描述进行响应。 参见 模式 V2 的参数状态 (页 213)72 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 使用 PID_Compact 5.2PID_Compact V2 PID 参数显示在“PID 参数”(PID Parameters) 组态窗口中。在控制器调节期间将调整PID 参数以 适应受控系统。用户不必手动输入 PID 参数。 说明 当前激活的 PID 参数位于 sRet 结构中（对于PID_Compact V1），而对于 PID_Compact V2， 则位于 Retain.CtrlParams 结构中。请仅在“未激活”在线模式下更改当前激活的 PID 参数，以防 PID 控制器出现故障。 如果要在线更改“自动模式”或“手动模式”下的PID 参数，则按照以下步骤更改 PID 参数： • PID_Compact V1：更改 sBackUp 结构中的 PID参数并执行针对 sRet 结构带有 sPid_Cmpt.b_LoadBackUp = TRUE 的更改。 • PID_CompactV2：更改 CtrlParamsBackUp 结构中的 PID 参数并执行针对 Retain.CtrlParams 结构带有LoadBackUp = TRUE 的更改。 在线更改“自动模式”下的 PID 参数将导致输出值跳变。 PID 算法根据以下等式工作：y = Kp (w - x) + (c · w - x) [ (b · w - x) + 1 TI · s TD · s a · TD· s + 1 ] y PID 算法的输出值 Kp 比例增益 s 拉普拉斯运算符 b 比例作用权重 w 设定值 x 过程值 TI积分作用时间 a 微分延迟系数（微分延迟 T1 = a × TD） TD 微分作用时间 c 微分作用权重 73 使用PID_Compact 5.2 PID_Compact V2 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF下图说明了集成到 PID 算法中的参数： ᡫ⿃ߚ佅 6FDOHG,QSXW[ 6HWSRLQWZ /,0,7 , .3 F E '7\ 所有 PID 参数均具有保持性。如果手动输入 PID 参数，则必须完整下载 PID_Compact。 将工艺对象下载到设备 (页42) 比例增益 该值用于指定控制器的比例增益。PID_Compact 不使用负比例增益。在“基本设置 > 控制器类型”下，控制逻辑会反转。 积分作用时间 积分作用时间用于确定积分作用的时间特性。积分作用时间 = 0.0 时，将禁用积分作用。当积分作用时间在“自动模式”下通过在线方式由不同值变为 0.0，则**先前的积分操作且输出值 跳跃。 微分作用时间微分作用时间用于确定微分作用的时间特性。微分作用时间 = 0.0 时，将禁用微分作用。 微分延迟系数微分延迟系数用于延迟微分作用的生效。 微分延迟 = 微分作用时间 × 微分延迟系数 •0.0：微分作用仅在一个周期内有效，因此几乎不产生影响。 • 0.5：此值经实践证明对于具有一个优先时间常量的受控系统非常有用。 •> 1.0：系数越大，微分作用的生效时间延迟越久。 74 PID 控制 功能手册, 11/2022,A5E35300232-AF 使用 PID_Compact 5.2 PID_Compact V2 比例作用权重比例作用随着设定值的变化而减弱。 允许使用 0.0 到 1.0 之间的值。 • 1.0：应对设定值变化的比例作用完全有效 •0.0：应对设定值变化的比例作用无效 当过程值变化时，比例作用始终完全有效。 微分作用权重 微分作用随着设定值的变化而减弱。 允许使用0.0 到 1.0 之间的值。 • 1.0：设定值变化时微分作用完全有效 • 0.0：设定值变化时微分作用不生效当过程值变化时，微分作用始终完全有效。 PID 算法采样时间受控系统需要一定的时间来对输出值的变化做出响应。因此，建议不要在每次循环中都计算输 出值。PID算法的采样时间是两次计算输出值之间的时间。该时间在调节期间进行计算，并舍 入为循环时间的倍数。PID_Compact的所有其它功能会在每次调用时执行。 如果使用 Output_PWM，PID 算法的采样时间将用作脉宽调制的持续时间。输出信号的精度由PID 算法采样时间与 OB 的周期时间之比来确定。因此，建议周期时间的*大值为 PID 算法采 样时间的十分之一。 调节的规则在“控制器结构”(Controller structure) 下拉列表中选择要计算 PI 还是 PID 参数。 • PID预调节和**调节期间计算 PID 参数。 • PI 预调节和**调节期间计算 PI 参数。 • 用户自定义如果通过用户程序为预调节和**调节组态了不同的控制器结构，则下拉列表会显示“用户 自定义”(User-defined)。 5.2.2调试 PID_Compact V2 5.2.2.1 预调节 V2 预调节功能可确定对输出值跳变的过程响应，并搜索拐点。根据受控系统的*大上升速率与 死时间计算 PID 参数。 可在执行预调节和**调节时获得** PID 参数。 过程值越稳定，PID参数就越容易计算，结果的精度也会越高。只要过程值的上升速率明显高于噪声，就可以容忍过程值的噪声。*可能的情况是处于工作模式“未激活”和“手动模式”下。 重新计算前会备份 PID 参数。 75 使用PID_Compact 5.2 PID_Compact V2 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF要求 • 已在循环中断 OB 中调用“PID_Compact”指令。 • ManualEnable = FALSE • Reset =FALSE • PID_Compact 处于下列模式之一：“未激活”、“手动模式”或“自动模式”。 •设定值和过程值均处于组态的限值范围内（请参见“过程值监视”组态）。 • 设定值与过程值的差值大于过程值上限与过程值下限之差的 30%。• 设定值与过程值的差值大于设定值的 50%。 步骤 要执行预调节，请按下列步骤操作： 1. 在项目树中双击“PID_Compact> 调试”(PID_Compact > Commissioning) 条目。 2. 在“调节模式”(Tuningmode) 下拉列表中选择条目“预调节”(Pretuning)。 3. 单击“Start”图标。 – 将建立在线连接。 –将启动值记录操作。 – 将启动预调节功能。 – “状态”(Status) 字段显示当前步骤和所发生的所有错误。进度条指示当前步骤的进度。 说明 当进度条达到 **** 以及控制器调节功能看似受阻时，请单击“Stop”图标。检查工艺对象的组态，必要时请重新启动控制器调节功能。 结果 如果执行预调节时未产生错误消息，则 PID 参数已调节完毕。PID_Compact将切换到自动模式 并使用已调节的参数。 在电源关闭以及重启 CPU 期间，已调节的 PID 参数保持不变。如果无法实现预调节，PID_Compact 将根据已组态的响应对错误作出反应。 参见 模式 V2 的参数状态 (页 213)5.2.2.2 **调节 V2 **调节将使过程值出现恒定受限的振荡。 将根据此振荡的幅度和频率为操作点调节 PID 参 数。 所有PID 参数都根据结果重新计算。**调节得出的 PID 参数通常比预调节得出的 PID 参 数具有更好的主控和扰动特性。可在执行预调节和**调节时获得** PID 参数。 PID_Compact 将自动尝试生成大于过程值噪声的振荡。过程值的稳定性对**调节的影响非 常小。 重新计算前会备份 PID 参数。