西门子PLC模块授权总经销商 6ES7551-1AB00-0AB0 S7-1500，TM POSINPUT 2 计数和位置检测模块
6ES7551-1AB00-0AB0
SIMATIC S7-1500，TM POSINPUT 2 计数和 位置检测模块 用于 RS-422 增量编码器 或 SSI**值编码器， 2 个通道，2DI，2 个数字输出/每个通道
调试 PID_3Step V1 6.3.2.1 调试 V1 可在“调节”(Tuning)工作区中监视设定值、过程值和输出值随时间的变化。 曲线绘图仪支持以 下调试功能： • 控制器预调节 • 控制器**调节 •在趋势视图中监视当前闭环控制 所有功能均要求已与 CPU 建立在线连接。 基本处理操作 • 在“采样时间”(Samplingtime) 下拉列表中，选择所需的采样时间。 调节工作区中的所有值将以所选更新时间进行更新。 •如果要使用调试功能，请单击测量组中的“启动”(Start) 图标。 将启动值记录操作。设定值、过程值以及输出值的当前值将输入到趋势视图中。 可以对调 试窗口进行操作。 • 如果要结束调试功能，请单击“停止”(Stop)图标。 可以继续对趋势视图中记录的值进行分析。 • 关闭调试窗口将终止趋势视图中的记录操作并删除所记录的值。 6.3.2.2 预调节V1 预调节可确定对输出值脉冲的过程响应，并搜索拐点。 根据受控系统的*大斜率与死时间计 算已调节的 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。重新计算前会备份 PID 参数。 预调节期间冻结设定值。 要求 • 已在循环中断 OB 中调用 PID_3Step 指令。 •ManualEnable = FALSE • PID_3Step 处于“未激活”或“手动”模式。 •设定值和过程值均处于组态的限值范围内（请参见“过程值设置”组态）。 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_3Step > 调试”(PID_3Step > Commissioning) 条目。 2.在“调节”(Tuning) 工作区的“调节模式”(Tuning mode) 下拉列表中选择条目“预调 节”(Pretuning)。122 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 使用 PID_3Step 6.3 PID_3StepV1 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_3Step 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_3Step将切换到“未激活”模式。 6.3.2.3 **调节 V1 **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优化PID 参 数。所有 PID 参数都将根据相应结果进行重新计算。**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。 PID_3Step 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。 **调节期间冻结设定值。 要求 • 已在循环中断 OB 中调用 PID_3Step 指令。 •ManualEnable = FALSE • 已对电机转换时间进行了组态或测量。 •设定值和过程值均处于组态的限值范围内（请参见“过程值设置”组态）。 • 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_3Step 处于未激活模式、自动模式或手动模式。 123 使用PID_3Step 6.3 PID_3Step V1 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF过程取决于初始情况 在以下模式下启动**调节时，具体情况如下所述： • 自动模式 如果希望通过控制器调节来改进现有 PID参数，请在自动模式下启动**调节。 PID_3Step 将使用现有的 PID 参数进行调节，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 总是先启动预调节。 建立的 PID参数将用于进行调节，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。 步骤要执行“**调节”，请按以下步骤操作： 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 ****以及控制器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 如果已执行**调节且没有错误，则 PID 参数已得到优化。PID_3Step 切换到自动模式，并使 用优化的参数。 在电源关闭以及重启 CPU 期间，优化的 PID 参数保持不变。如果**调节期间出错，PID_3Step 将切换到“未激活”模式。 6.3.2.4 使用手动 PID 参数 V1 进行调试 步骤要使用手动 PID 参数调试 PID_3Step，请按以下步骤操作： 1. 在项目树中双击“PID_3Step >组态”(PID_3Step > Configuration)。 2. 在组态窗口中单击“**设置 > PID参数”(Advanced settings > PID Parameters)。 3. 选中复选框“启用直接输入”(Enabledirect input)。 4. 输入 PID 参数。 5. 在项目树中双击“PID_3Step >调试”(PID_3Step > Commissioning)。 6. 与 CPU 之间建立在线连接。 7. 将 PID参数装载到 CPU。 8. 单击“激活控制器”(Activate controller) 图标。 124 PID 控制 功能手册,11/2022, A5E35300232-AF 使用 PID_3Step 6.3 PID_3Step V1 结果 PID_3Step切换到自动模式，并使用当前 PID 参数进行控制。 6.3.2.5 测量电机转换时间 V1 简介 PID_3Step要求电机转换时间尽可能准确，以便获得良好的控制器结果。 执行器文档中的数据 包含此类执行器的平均值。针对特定执行器的值可能不同。如果使用提供位置反馈或停止位信号的执行器，则可在调试期间测量电机转换时间。 测量电 机转换时间期间，不考虑输出值的限值。执行器可行进至上端停止位或下端停止位。 如果位置反馈或停止位信号均不可用，则无法测量电机转换时间。 提供模拟位置反馈的执行器要使用位置反馈测量电机转换时间，请按以下步骤操作： 要求 • 已在基本设置中选择 Feedback 或 Feedback_PER并且已连接信号。 • 已与 CPU 建立在线连接。 1. 选中“使用位置反馈”(Use position feedback) 复选框。2. 在“目标位置”(Target position) 输入字段中输入执行器要移动到的位置。 将显示当前位置反馈（起始位置）。“目标位置”(Target position) 与“位置反馈”(Position feedback)之间的差值必须至少为有效输出值范围的 50%。 3. 单击 “启动转换时间测量”(Start transition timemeasurement) 图标。 结果 将执行器从起始位置移动到目标位置。 立即开始时间测量并在执行器到达目标位置时结束。根据以下等式计算电机转换时间： 电机转换时间 = (输出值上限 - 输出值下限) × 测量时间/总量 (目标位置 - 起始位置)。将显示转换时间测量的进度和状态。测得的转换时间保存在 CPU 的背景数据块中，并显示 在“测量的转换时间”(Measuredtransition time) 字段中。转换时间测量完成后，PID_3Step 将 切换到“未激活”模式。 说明 单击图标“上传所测量的转换时间”(Load measured transition time)，将所测量的电机转换 时间装载到项目中。提供停止位信号的执行器 要测量提供停止位信号的执行器的转换时间，请按以下步骤操作： 125 使用 PID_3Step 6.3PID_3Step V1 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 要求 •已在基本设置中选中“停止位信号”(Endstop signals) 复选框并且已连接 Actuator_H 和 Actuator_L。• 已与 CPU 建立在线连接。 要使用停止位信号测量电机转换时间，请按以下步骤操作： 1. 选中“使用执行器停止位信号”(Useactuator endstop signals) 复选框。 2. 选择要在哪个方向上移动执行器。 – 打开 - 关闭 - 打开执行器首先会移动到上端停止位，接着移动到下端停止位，然后返回到上端停止位。 – 关闭 - 打开 - 关闭执行器首先会移动到下端停止位，接着移动到上端停止位，然后返回到下端停止位。 3. 单击 “启动转换时间测量”(Starttransition time measurement) 图标。 结果 沿所选方向移动执行器。时间测量将在执行器到达第一个停止位时启动，而在执行器第二次 到达该停止位时结束。 电机转换时间等于所测得的时间除以二。将显示转换时间测量的进度和状态。测得的转换时间保存在 CPU 的背景数据块中，并显示 在“测量的转换时间”(Measuredtransition time) 字段中。转换时间测量完成后，PID_3Step 将 切换到“未激活”模式。 取消转换时间测量如果取消转换时间测量，PID_3Step 将立即切换到“未激活”模式。 将停止移动执行器。 可以在 曲线绘图仪中重新激活PID-3Step。 6.3.3 使用 PLCSIM 仿真 PID_3Step V1 说明 使用 PLCSIM 进行仿真 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_3Step 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_3Step 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_3Step： •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。 126 PID 控制 功能手册,11/2022, A5E35300232-AF 使用 PID_3Step 6.3 PID_3Step V1 使用 PID_Temp 77.1 工艺对象 PID_Temp PID_Temp 工艺对象提供具有集成调节功能的连续 PID 控制器。PID_Temp专为温度控制而设 计，适用于加热或加热/制冷应用。 为此提供了两路输出，分别用于加热和制冷。PID_Temp还可以用于其它控制任务。PID_Temp 可以级联，可以在手动或自动模式下使用。 PID_Temp可连续采集在控制回路内测量的过程值并将其与所设置的设定值进行比较。 指令 PID_Temp将根据生成的控制偏差计算加热和/或制冷的输出值，而该值用于将过程值调整到设 定值。 PID 控制器的输出值由三种作用构成： •比例作用 输出值的比例作用与控制偏差成比例增加。 • 积分作用 输出值的积分作用一直增加，直到控制偏差达到平衡状态。 • 微分作用微分作用随控制偏差的变化率而增加。 过程值会尽快校正到设定值。 如果控制偏差的变化 率下降，则微分作用将再次减弱。 指令PID_Temp 在“预调节”期间计算受控系统的比例、积分和微分参数。 “**调节”可用于进 一步调节这些参数。用户不必手动确定这些参数。 可以为加热和制冷应用使用一个固定的制冷系数或两个 PID 参数集。 更多信息 • 软件控制器概述 (页38) • 添加工艺对象 (页 39) • 组态工艺对象 (页 40) • 组态 PID_Temp (页 127) 7.2 组态PID_Temp 7.2.1 基本设置 7.2.1.1 简介 在巡视窗口或组态窗口的“基本设置”(Basic settings)下，组态工艺对象“PID_Temp”的以下属 性： • 物理量 • 复位后的启动行为 • 设定值的来源和输入（仅在巡视窗口中） •过程值的选择 127 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF •过程值的来源和输入（仅在巡视窗口中） • 加热输出值的选择 • 加热输出值的来源和输入（仅在巡视窗口中） • 制冷输出值的激活和选择• 制冷输出值的来源和输入（仅在巡视窗口中） • PID_Temp 激活为级联的主控制器或从控制器 • 从控制器的数量 •主控制器的选择（仅在巡视窗口中） 设定值、过程值、加热输出值和制冷输出值可以在程序编辑器的巡视窗口中为设定值、过程值、加热输出值和制冷输出值选择来源或为其 输入值或变量。 为每个值选择一个源： •背景数据块： 使用背景数据块中保存的值。 必须通过用户程序在背景 DB 中更新值。 指令中不应有值。 可以使用 HMI 进行更改。 •指令： 使用与指令相连的值。 每次调用指令时都会将值写入背景数据块。 无法使用 HMI 进行更 改。 7.2.1.2 控制器类型物理量 在“控制器类型”(Controller type) 组中，为设定值和过程值选择测量单位和物理量。 设定值和过程值将以该测量单位显示。 启动特性 1. 要在 CPU 重启后切换到“未激活”模式，请清除“CPU 重启后激活Mode”(Activate Mode after CPU restart) 复选框。 要在 CPU 重启后切换到“模式”(Mode)参数中保存的工作模式，请选中“CPU 重启后激活 Mode”(Activate Mode after CPU restart)复选框。 2. 在“将 Mode 设置为”(Set Mode to) 下拉列表中，选择在执行完整下载到设备后要启用的模 式。执行完整下载到设备后，PID_Temp 将以所选工作模式启动。 以后每次重启时，PID_Temp 都以上次保存在“模式”(Mode)中的模式启动。 选择预调节或**调节时，还必须设置或复位 Heat.EnableTuning 与 Cool.EnableTuning变 量，以便在加热调节和制冷调节之间选择。 示例： 您已选中“CPU 重启后激活 Mode”(Activate Mode afterCPU restart) 复选框以及“将 Mode 设置 为”(Set Mode to) 列表中的“预调节”(Pretuning)条目。 在执行了完整“下载到设备”后， PID_Temp 将以“预调节”模式启动。 如果预调节仍处于激活状态，则 PID_Temp 在CPU 重启后 再次以“预调节”模式启动（加热/制冷取决于变量 Heat.EnableTuning 和