西门子PLC模块授权总经销商 6ES7521-1BH50-0AA0 S7-1500， 数字量输入模块
6ES7521-1BH50-0AA0
SIMATIC S7-1500， 数字量输入模块 DI 16x24V DC BA，M-lesend； 16 通道，分成组，每组16； 输入延时 3.2ms； 输入端类型 3 (IEC 61131)： 前连接器（螺栓端子 或推拉式）单独订购
• 已在循环中断 OB 中调用 PID_Compact 指令。 • ManualEnable = FALSE • Reset =FALSE • 设定值和过程值均在组态的限值范围内。 • 在操作点处，控制回路已稳定。 过程值与设定值一致时，表明到达了操作点。 •不能被干扰。 • PID_Compact 处于下列工作模式之一： 未激活、自动模式或手动模式。 过程取决于初始情况可在以下工作模式下启动**调节： “未激活”、“自动模式”或“手动模式”。 在以下模式下启动 **调节时，具体情况如下所述： •自动模式 如果希望通过调节来改进现有 PID 参数，请在自动模式下启动**调节。 PID_Compact 将使用现有的 PID参数控制系统，直到控制回路已稳定并且**调节的要求 得到满足为止。 之后才会启动**调节。 • 未激活模式或手动模式如果满足预调节的要求，则启动预调节。 已确定的 PID 参数将用于控制，直到控制回路已 稳定并且**调节的要求得到满足为止。之后才会启动**调节。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。如果预调节的过程值已经十分接近设定值，则将尝试利用*小或*大输出值来达到设定 值。 这可能会增加超调量。 步骤要执行**调节，请按下列步骤操作： 1. 在“调节模式”(Tuning mode) 下拉列表中选择条目“**调节”(Finetuning)。 2. 单击“Start”图标。 – 将建立在线连接。 – 将启动值记录操作。 – 将启动**调节过程。 –“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 ****以及调节功能看似受阻时，请单击“调节模式”(Tuning mode) 组中的“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 如果在**调节期间未发生错误，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。 如果在“**调节”期间出现错误，PID_Compact 将根据已组态的响应对错误作出反应。 77 使用PID_Compact 5.2 PID_Compact V2 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF参见 模式 V2 的参数状态 (页 213) 5.2.2.3 “手动”模式 V1以下部分将说明如何在“PID_Compact”工艺对象的调试窗口中使用“手动模式”工作模式。 错误 未决时也可使用手动模式。 要求 •已在循环中断 OB 中调用“PID_Compact”指令。 • 与 CPU 建立了在线连接，并且 CPU 处于“RUN”模式。 步骤如果要通过指定手动值来测试受控系统，请使用调试窗口中的“手动模式”。 要定义手动值，请 按以下步骤操作： 1.单击“Start”图标。 2. 在“控制器的在线状态”(Online status of the controller)区域中，选中复选框“手动模 式”(Manual mode)。 PID_Compact 将在手动模式下运行。 *新的当前输出值仍然有效。3. 在“输出”(Output) 字段中，输入 % 形式的手动值。 4. 单击 图标。 结果 手动值被写入 CPU 并立即生效。如果希望 PID 控制器重新指定输出值，请**“手动模式”(Manual mode) 复选框。 到自动模式 的切换是无扰动的。 参见模式 V2 的参数状态 (页 213) 5.2.3 通过 PID_Compact V2 进行超驰控制 超驰控制超驰控制时，两个或多个控制器共享一个执行器。只有一个控制器可以随时访问执行器并影响 过程。由逻辑运算决定可以访问执行器的控制器。通常根据所有控制器的输出值比较结果做出此决定（例如，进行*大选择时），具有*大输出值的控制器将获得对执行器的访问权限。基于输出值的选择要求所有控制器均在自动模式下工作。对不影响执行器的控制器进行更新。为防止饱和效应及其对控制响应和控制器之间的切换产生**影响，这很有必要。 78 PID 控制 功能手册, 11/2022,A5E35300232-AF 使用 PID_Compact 5.2 PID_Compact V2 自版本 V2.3起，PID_Compact 通过提供一个用于更新未激活控制器的简单过程，支持超驰控 制： • 通过使用OverwriteInitialOutputValue 和 PIDCtrl.PIDInit 变量，可以预分配自动模式下控制器的积分作用，好像在上一周期中 PID 算法已计算输出值的 Output =OverwriteInititalOutputValue。 • 为此，OverwriteInitialOutputValue与当前可以访问执行器的控制器的输出值互连。 • 通过设置位 PIDCtrl.PIDInit，触发积分作用的预分配以及控制器循环和PWM 周期的重启。 • 根据预分配的（并针对所有控制器同步的）积分作用，以及当前控制偏差的比例作用与积分作用，在当前循环中进行输出值的后续计算。 • 通过 PIDCtrl.PIDInit = TRUE调用期间，微分作用未激活，因此对输出值不起作用。 此过程可以确保仅根据当前的过程状态和 PI参数对当前输出值进行计算，并从而决定可以访 问执行器的控制器。可防止未激活控制器的饱和效应，并因此防止切换逻辑的错误决定。 要求 •PIDCtrl.PIDInit 仅在积分作用激活（Retain.CtrlParams.Ti 变量 > 0.0）时有效。 •您必须在用户程序中自行分配 PIDCtrl.PIDInit 和 OverwriteInitialOutputValue（请参见下面的示例）。PID_Compact 不会自动更改这些变量。 • 仅当 PID_Compact 处于自动模式（参数 State =3）时，PIDCtrl.PIDInit 才有效。 • 如果可能，选择 PID算法的采样时间（Retain.CtrlParams.Cycle 变量）时，应使其对所有控 制器均相同，并在同一循环中断 OB中调用所有控制器。这样，可以确保在一个控制器循 环或 PWM 周期内不发生切换。 说明 不断调整输出值限制也可以通过在其它控制器系统中不断调整输出值限制实现这一操作，而不是如此处所述对没有 执行器访问权的控制器进行主动更新。 无法使用PID_Compact 实现这一操作，因为在自动模式下不支持更改输出值限制。 示例：煤气管道的控制 PID_Compact用于控制煤气管道。 主要目标是控制流速 Input1。为此使用控制器 PID_Compact_1。此外，使用限制控制器PID_Compact_2 将压力 Input2（在阀前方沿流动方向测量）保持在上限以下。 79 使用 PID_Compact 5.2PID_Compact V2 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF通过一个电磁阀控制流速和压力。控制器的输出值与阀门的打开相对应：输出值增加时阀门打开。这意味着压力下降（反转控制逻辑）时，流速增大（正常控制逻辑）。 > PID_Compact_1 PID_Compact_2Input1 Input2 通过编写程序变量 ActuatorInput，借助 I/O 格式的 PID_Compact 的输出值（参数Output_PER）控制阀门。 在 PID_Compact_1.Setpoint 参数中指定流速的设定值。 在PID_Compact_2.Setpoint 参数中将压力上限指定为设定值。 Setpoint Input PID_Compact_2PIDCtrl.PIDInit OverwriteInitial OutputValue Output Output_PER >Setpoint Input PID_Compact_1 PIDCtrl. OverwriteInitial OutputValueOutput_PER 1 0 1 0 Input1 Input2 PIDInit Output ActuatorInput两个控制器必须共享一个阀门作为共享的执行器。在这种情况下，通过输出值（采用实数格 式，参数Output）的*大选择实现逻辑，该逻辑决定哪个控制器获得执行器的访问权。因为输出值与阀门的打开程度相对应，所以需要阀门打开较大程度的控制器将获得控制权。 说明 激活控制逻辑的反转输出值增加（阀门打开）时，需要通过压力调节器 PID_Compact_2 来实现实际值（压力）的降低，因此必须激活控制逻辑的反转：PID_Compact_2.Config.InvertControl = TRUE。设备正常运行时，流速的实际值与设定值相对应。流量控制器 PID_Compact_1 已稳定在固定 的输出值PID_Compact_1.Output。正常操作过程中，压力的实际值显著低于指定为 PID_Compact_2设定值的上限。因此，压力调节器要进一步关闭阀门以增加压力，即它将计 算一个输出值PID_Compact_2.Output，该输出值小于流量控制器 PID_Compact_1.Output 的输出值。切换逻辑的*大选择从而使得流量控制器 PID_Compact_1 可以继续访问执行器。此 80 PID 控制 功能手册,11/2022, A5E35300232-AF 使用 PID_Compact 5.2 PID_Compact V2 外，确保通过赋值PID_Compact_2.OverwriteInitialOutputValue = PID_Compact_1.Output 以及 PID_Compact_2.PIDCtrl.PIDInit = TRUE 来更新 PID_Compact_2。如果由于故障等原因压力现在接近或超过上限，压力调节器 PID_Compact_2 将计算一个更大的输出值以进一步打开阀门，从而降低压力。如果 PID_Compact_2.Output 大于PID_Compact_1.Output，则压力调节器 PID_Compact_2 通过*大选择获得执行器访问权并将其打开。确保通过赋值 PID_Compact_1.OverwriteInitialOutputValue =PID_Compact_2.Output 以及 PID_Compact_1.PIDCtrl.PIDInit = TRUE 来更新PID_Compact_1。 流速增加时压力降低，且压力不再保持在设定值。解决故障后，压力将继续下降，并通过压力调节器降低阀门的打开程度。如果流量控制器计算更大的打开程度作为输出值，则设备将恢复正常操作，使流量控制器 PID_Compact_1 再次获 得对执行器的访问权限。 可以通过以下SCL 程序代码实现此示例： "PID_Compact_1"(Input := "Input1");"PID_Compact_2"(Input := "Input2"); IF "PID_Compact_1".Output >="PID_Compact_2".Output THEN "ActuatorInput" :="PID_Compact_1".Output_PER; "PID_Compact_1".PIDCtrl.PIDInit :=FALSE; "PID_Compact_2".PIDCtrl.PIDInit := TRUE;"PID_Compact_2".OverwriteInitialOutputValue :="PID_Compact_1".Output; ELSE "ActuatorInput" :="PID_Compact_2".Output_PER; "PID_Compact_1".PIDCtrl.PIDInit :=TRUE; "PID_Compact_2".PIDCtrl.PIDInit := FALSE;"PID_Compact_1".OverwriteInitialOutputValue :="PID_Compact_2".Output; END_IF; 81 使用 PID_Compact 5.2 PID_CompactV2 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 5.2.4 使用 PLCSIM 仿真PID_Compact V2 说明 使用 PLCSIM 进行仿真 不支持使用 PLCSIM 仿真 PID_Compact V2.x后将其用于 CPU S7-1200。 PID_Compact V2.x 只能通过 PLCSIM 仿真后用于 CPU S7-1500。对于使用 PLCSIM 进行的仿真，仿真 PLC 的时间特性与“真实”PLC 并不完全相同。仿真 PLC 循 环中断 OB的实际周期时钟波动比“真实”PLC 的波动大。 在标准组态中，PID_Compact 会自动确定调用之间的时间，并监视波动情况。因此，使用 PLCSIM 仿真 PID_Compact 时，可能检测到采样时间错误 (ErrorBits =DW#16#00000800)。 这会导致进行中的调节中止。 自动模式下的响应取决于 ActivateRecoverMode变量的值。 为防止此类情况发生，应按下列方式为使用 PLCSIM 进行的仿真组态 PID_Compact： •CycleTime.EnEstimation = FALSE • CycleTime.EnMonitoring = FALSE •CycleTime.Value：以秒为单位为此变量分配调用循环中断 OB 的周期时钟。