西门子授权总经销商 6GK7542-1AX00-0XE0 通信模块 CM 1542-1 S7-1500
6GK7542-1AX00-0XE0
通信模块 CM 1542-1 用于将 S7-1500 连接至 PROFINET 作为 IO 控制器 或 IO 设备：TCP/IP，ISO-on-TCP，不间断电源， S7 通信，IP-Broadcast Multicast，SNMPV1，时间同步通过 NTP，2xRJ45(10/100 Mbit)
**调节制冷的相关要求 • Heat.EnableTuning = FALSE • Cool.EnableTuning =TRUE • 已激活制冷输出 (Config.ActivateCooling = TRUE)。 • 已激活 PID 参数切换(Config.AdvancedCooling = TRUE)。 • 在达到要开始调节的工作点时必须激活制冷输出。PidOutputSum < 0.0（请参见调节偏移量） 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，且 PIDSelfTune.TIR.RunIn = FALSE（默认） 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_Temp 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，手动模式或自动模式，且 PIDSelfTune.TIR.RunIn = TRUE系统尝试利用*小或*大输出值达到设定值（两点控制）： – 在**调节加热时，使用*小或*大加热输出值。 –在**调节制冷时，使用*小或*大制冷输出值。 这可能会增加超调量。**调节将在达到设定值时启动。 如果无法达到设定值，PID_Temp不会自动中止调节过程。 步骤 要执行**调节，请按下列步骤操作： 1. 在项目树中双击“PID_Temp >调试”(PID_Temp > Commissioning) 条目。 2. 激活“全部监视”(Monitor all)按钮或启动趋势视图。 将建立在线连接。 3. 从“调节模式”(Tuning mode) 下拉列表中选择所需的**调节条目。 4.如有需要（请参见调节偏移量），可指定调节偏移量，然后等到再次达到静止状态。 5. 单击“Start”图标。 – 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。 说明如果进度条（“进度”变量）长时间无变化，猜测可能是调节功能受到限制时，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。尤其是在以下阶段，如果无法达到设定值，将不会自动中止调节过程。 – “尝试使用两点控制达到加热过程的设定值。” –“尝试使用两点控制达到制冷过程的设定值。” 150 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 使用PID_Temp 7.3 调试 PID_Temp 结果 如果执行**调节时未出错，则 PID 参数已调节完毕。PID_Temp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**调节期间出现错误，PID_Temp 将根据已组态的响应对错误作出反应。 7.3.4 “手动”模式下面说明如何在工艺对象“PID_Temp”的调试窗口中使用“手动模式”。 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_Temp”指令。 • 已与 CPU 建立在线连接。 • 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.在项目树中双击“PID_Temp > 调试”(PID_Temp > Commissioning) 条目。 2.激活“全部监视”(Monitor all) 按钮或启动趋势视图。 将建立在线连接。 3. 在“控制器的在线状态”(Onlinestatus of the controller) 区域中，选中复选框“手动模 式”(Manual mode)。 PID_Temp将在手动模式下运行。 *新的当前输出值仍然有效。 4. 在可编辑字段中，输入 % 形式的手动值。如果已在基本设置中激活制冷过程，请按下列方式输入手动值： – 输入正的手动值以输出加热输出的值。 –输入负的手动值以输出制冷输出的值。 5. 单击 图标。 结果 手动值被写入 CPU 并立即生效。 如果希望由 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。 7.3.5 替代设定值下面说明如何在工艺对象“PID_Temp”的调试窗口中使用替代设定值。 151 使用 PID_Temp 7.3 调试 PID_TempPID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 要求 • 已在循环中断 OB中调用“PID_Temp”指令。 • 已与 CPU 建立在线连接。 • CPU 处于“RUN”模式。 步骤如果要用作设定值的值不同于在“Setpoint”参数中指定的值（如调节级联结构中的从控制 器），请在调试窗口中使用替代设定值。要指定替代设定值，请按以下步骤操作： 1. 在项目树中双击“PID_Temp > 调试”(PID_Temp >Commissioning) 条目。 2. 激活“全部监视”(Monitor all) 按钮或启动趋势视图。 将建立在线连接。 3.在“控制器的在线状态”(Online status of the controller) 部分，选中复选框“Subst.Setpoint”。 使用*近更新的设定值初始化替代设定值（SubstituteSetpoint变量），并且立即使用替代 设定值。 4. 在可编辑字段中输入替代设定值。 5. 单击 图标。 结果 替代设定值被写入 CPU并立即生效。 如果希望将“Setpoint”参数的值重新用作设定值，则**“Subst.Setpoint”复选框。 切换是无扰动的。7.3.6 级联调试 有关使用 PID_Temp 级联调试的信息，请参见调试 (页 155)。 7.4 使用 PID_Temp的级联控制 7.4.1 简介 在级联控制中，多个控制回路相互嵌套。在此过程中，从控制器会从相应的较**的主控制器 的输出值(OutputHeat) 接收其设定值 (Setpoint)。建立级联控制系统的先决条件是，受控系统可分为具有自身测量变量的各个子系统。 受控变量的设定值在*外层的主控制器指定。*内层从控制器的输出值应用于执行器，因此作用于受控系统。 与单回路控制系统相比，使用级联控制系统的主要优势如下： •由于额外存在从属控制回路，可迅速纠正控制系统中发生的扰动。这会显著降低扰动对控 制变量的影响。因此，可改善扰动行为。 •从属控制回路以线性形式发挥作用。因此，这些非线性扰动对受控变量的**影响可得到 缓解。 152 PID 控制 功能手册,11/2022, A5E35300232-AF 使用 PID_Temp 7.4 使用 PID_Temp 的级联控制 PID_Temp具有以下专用于级联控制系统的功能： • 指定替代设定值 • 在主从控制器间交换状态信息（如当前操作模式） • 不同的Anti-Wind-Up 模式（主控制器对其从控制器限值的响应） 示例 以下框图以巧克力融化装置为例，显示使用 PID_Temp的级联控制系统： 7HPS&KRFRODWH 3,'B7HPSB 6ODYH 2XWSXW+HDW2XWSXW&RRO 6ODYH 0DVWHU 3,'B7HPSB ,QSXW 6HWSRLQW 758( )$/6()$/6( 758( ,V0DVWHU ,V6ODYH &RXQW6ODYHV ,V0DVWHU ,V6ODYH&RXQW6ODYHV 2XWSXW+HDW 2XWSXW&RRO 6ODYH 0DVWHU 3,'B7HPSB,QSXW 6HWSRLQW :DWHU &KRFRODWH 7HPS:DWHU PID_Temp_1 主控制器将巧克力温度(TempChocolate) 的过程值与用户在 Setpoint 参数中指定 的设定值进行比较。其输出值 OutputHeat构成从控制器 PID_Temp_2 的设定值。 PID_Temp_2 尝试将水浴温度 (TempWater)的过程值调节到此设定值。PID_Temp_2 的输出值直接作用于受控系统（水浴加热）的执行器，因此可影响水浴温度。而水浴温度又会影响巧克 力温度。 常见问题解答有关详细信息，请参见西门子工业在线支持中的以下常见问题解答。 • 条目 ID 103526819(https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/103526819) 参见创建程序 (页 153) 153 使用 PID_Temp 7.4 使用 PID_Temp 的级联控制 PID 控制 功能手册,11/2022, A5E35300232-AF 7.4.2 创建程序 在创建程序的过程中应注意下列几点： • PID_Temp实例数量 循环中断 OB 中调用的不同 PID_Temp 实例的数量必须与该过程中级联连接的测量变量的数 量一致。在此例中共有两个级联连接的测量变量：TempChocolate 和 TempWater。因此需要两个 PID_Temp 实例。 •调用顺序 在同一循环中断 OB 中，必须先调用主控制器，再调用从控制器。 首先调用指定用户设定值的*外层主控制器。随后调用设定值由*外层主控制器指定的从控制器，依此类推。 通过输出值作用于该过程执行器的*内层从控制器*后调用。 在此例中，先调用PID_Temp_1 再调用 PID_Temp_2。 • 测量变量的互连 *外层的主控制器与要被调节为用户设定值的*外层测量变量互连。*内层从控制器与受执行器直接影响的*内层测量变量互连。 通过参数 Input 或 Input_PER 实现测量变量与 PID_Temp的互连。 在此例中，*外层的测量变量 TempChocolate 与 PID_Temp_1 互连，*内层的测量变量 TempWater与 PID_Temp_2 互连。 • 主控制器输出值与从控制器设定值的互连 必须将主控制器的输出值 (OutputHeat)分配给从控制器的设定值 (Setpoint)。 此互连可在编程编辑器中执行，或在从控制器巡视窗口的基本设置中通过选择主控制器来自动执行。 如有需要，可插入您自己的滤波器或标定功能，例如，这样可以使主控制器的输出值范围 根据从控制器的设定值/过程值范围进行调整。在此例中，将 PID_Temp_1 的 OutputHeat 分配给 PID_Temp_2 的 Setpoint。 •用于在主从控制器间交换信息的接口的互连 必须将主控制器的“Slave”参数分配给其所有直接从属从控制器（这些控制器从此主控制器接收设定值）的“Master”参数。可通过从控制器接口执行分配，从而将一个主控制器与多个从控制器互连，并在从控制器巡视窗口的基本设置中显示互连。此互连可在编程编辑器中执行，或在从控制器巡视窗口的基本设置中通过选择主控制器来 自动执行。 只有执行此互连后，Anti-Wind-Up功能以及主控制器对从控制器工作模式的评估才能正常 运行。 在本例中，将 PID_Temp_1 的“Slave”参数分配给PID_Temp_2 的“Master”参数。 使用 SCL 实现的程序代码示例（未将从控制器的输出值分配给执行器）："PID_Temp_1"(Input:="TempChocolate");"PID_Temp_2"(Input:="TempWater", Master := "PID_Temp_1".Slave,Setpoint := "PID_Temp_1".OutputHeat); 参见 PID_TempActivateRecoverMode 变量 (页 340) 7.4.3 组态 您可以通过用户程序、组态编辑器或 PID_Temp调用的巡视窗口执行组态。 在级联控制系统中使用 PID_Temp 时，应确保对以下指定的设置进行正确组态。 154 PID 控制功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 使用 PID_Temp 7.4 使用 PID_Temp 的级联控制 如果PID_Temp 实例从上级主控制器接收设定值，并转而将其输出值输出到从属从控制器，则 此 PID_Temp实例既为主控制器又为从控制器。对于此类 PID_Temp 实例，必须执行下文列出 的两种组态。例如，具有三个级联连接测量变量和三个PID_Temp 实例的级联控制系统中，中 间的 PID_Temp 实例便属于此种情况。 主控制器的组态 组态编辑器或巡视窗口中的设置DB 参数 说明 基本设置 → 级联： 激活“控制器为主控制器”(Controller is master) 复选框Config.Cascade.IsMaster = TRUE 将此控制器激活为级联中的主控制器 基本设置 → 级联： 从控制器的数量Config.Cascade.CountSlaves 直接从此主控制器接收设定值的直接从属从控制 器的数量 基本设置 →输入/输出参数： 选择输出值（加热） = OutputHeat Config.Output.Heat.Select = 0主控制器仅使用输出参数 OutputHeat。 将禁用 OutputHeat_PWM 和 OutputHeat_PER。 基本设置 →输入/输出参数： **“激活制冷”(Activate cooling) 复选框 Config.ActivateCooling =FALSE 必须在主控制器中禁用制冷。 输出设置 → 输出限值和标定 → OutputHeat / OutputCool： PID输出值下限（加热）， PID 输出值上限（加热）， 标定的输出下限值（加热） 标定的输出上限值（加热）Config.Output.Heat. PidLowerLimit, Config.Output.Heat.PidUpperLimit, Config.Output.Heat. LowerScaling,Config.Output.Heat. UpperScaling 将主控制器的 OutputHeat 分配给从控制器的Setpoint 时，如果未使用用户自己的标定功能， 则可能需要根据从控制器的设定值/过程值范围调 整主控制器的输出值限值和输出标定。在巡视窗口或组态编辑器的功能视图中不 存在该变量。 您可以通过组态编辑器的参数视图对其进 行更改。 Config.Cascade.AntiWindUpMode Anti-Wind-Up 模式确定当直接从属从控制器到达 输出值限值时，如何处理此主控制器的积分作 用。选项有： • AntiWindUpMode = 0： 禁用 AntiWindUp 功能。主控制器不会对其从 控制器的限值做出响应。 •AntiWindUpMode = 1（默认）： 主控制器的积分作用在关系“达到限值的从控 制器/从控制器数量”中会减弱。这将减弱限值对控制行为的影响。 • AntiWindUpMode = 2： 从控制器达到限值后，主控制器的积分作用将 立即暂停。 从控制器的组态组态编辑器或巡视窗口中的设置 DB 参数 说明 基本设置 → 级联： 选中“控制器为从控制器”(Controller isslave) 复选框 Config.Cascade.IsSlave = TRUE 将此控制器激活为级联中的主控制器 155 使用PID_Temp 7.4 使用 PID_Temp 的级联控制 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF7.4.4 调试 编译和加载程序后，可启动级联控制系统的调试过程。 在调试过程中（执行调节或使用现有 PID参数更改为自动模式），从*内层的从控制器开始， 然后逐步向外调试，直到达到*外层的主控制器。 在上述示例中，首先调试PID_Temp_2，然后继续调试 PID_Temp_1。 调节从控制器 调节 PID_Temp时要求设定值恒定。因此，激活从控制器的替代设定值（SubstituteSetpoint 和 SubstituteSetpointOn变量）以调节从控制器，或通过相应的手动值将相关主控制器设置为 手动模式。这样可以确保从控制器的设定值在调节过程中保持恒定。调节主控制器 为使主控制器对该过程产生影响或执行调节，必须将所有下游从控制器置于自动模式，且必须禁用这些从控制器的替代设定值。主控制器会通过用于在主从控制器间（Master 参数和 Slave参数）进行信息交换的接口对这些条件进行评估，并在 AllSlaveAutomaticState 和NoSlaveSubstituteSetpoint 变量中显示当前状态。相应的状态消息会在调试编辑器中输出。主控制器调试编辑器中的状态消息 主控制器的 DB 参数 纠正措施 一个或多个从控制器未处于自动模式。AllSlaveAutomaticState = FALSE, NoSlaveSubstituteSetpoint = TRUE一个或多个从控制器已激活替代设定值。 AllSlaveAutomaticState = TRUE,NoSlaveSubstituteSetpoint = FALSE 一个或多个从控制器未处于自动模式，且 已激活替代设定值。AllSlaveAutomaticState = FALSE, NoSlaveSubstituteSetpoint = FALSE首先，对所有下游从控制器执行调试。 执行调节或激活主控制器的手动模式或自动模式 之前，确保已满足下列条件： •所有下游从控制器都处于自动模式（状态 = 3）。 • 所有下游从控制器都已禁用替代设定值 (SubstituteSetpointOn= FALSE)。 如果已启动主控制器的预调节或**调节，PID_Temp 在以下情况会中止调节并通过 ErrorBits =DW#16#0200000 显示错误： • 一个或多个从控制器未处于自动模式 (AllSlaveAutomaticState =FALSE) • 一个或多个从控制器已激活替代设定值 (NoSlaveSubstituteSetpoint = FALSE)。后续的工作模式切换取决于 ActivateRecoverMode。 7.4.5 替代设定值 为了指定设定值，除 Setpoint参数外，PID_Temp 会通过 SubstituteSetpoint 变量提供替代设 定值。此替代设定值可通过设置SubstituteSetpointOn = TRUE 或在调试编辑器中选中相应的 复选框来激活。通过替代设定值，可在调试或调节等过程中直接在从控制器暂时指定设定值。这种情况下，不必在程序中对主控制器输出值与从控制器设定值的互连（级联控制系统正常运 行所必需的）进行更改。为使主控制器对该过程产生影响或执行调节，必须禁用所有下游从控制器的替代设定值。 可以对当前有效的设定值进行监视，因为该设定值以CurrentSetpoint 变量的形式被 PID 算法 使用参与计算。 156 PID 控制 功能手册, 11/2022,A5E35300232-A