华南区西门子一级总代理PLC

image-20240703152016929

一	s7-1200 pid compact v2 自整定功能

pid 控制器能否正常运行，需要符合实际运行系统及工艺要求的参数设置。由于每套系统都不完全一样，所以，每套系统的控制参数也不相同。

可通过参数访问方式手动调试，在调试面板中观察曲线图后修改对应的  pid 参数。也可使用系统提供的参数自整定功能，pid自整定是按照一定的数学算法，通过外部输入信号，激励系统，并根据系统的反应方式来确定 pid 参数。s7-1200 提供了两种整定方式，预调节、jingque调节。可在执行预调节和jingque调节时获得zuijiapid 参数。

注：s7-1200 固件版本 v4.0 以上，tia v13 sp1 以上，使用 s7-plcsim v13 sp1 可以仿真 plc 的程序，但不支持工艺功能（高速计数器、运动控制、pid 调节）的仿真。

预调节：利用输出值的跳变启动预调节过程

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zui大上升速率与时间计算 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。zui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。

启动预调节的必要条件：

已在循环中断 ob 中调用 “pid_compact” 指令。manualenable = false 且 reset = false（manualenable=true，则“mode”不起作用）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。| 设定值 – 过程值 | > 0.3 * | 过程值上限 – 过程值下限 || 设定值 – 过程值 | > 0.5 * | 设定值 |

预调节自整定曲线样例

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 将切换到“未激活”模式。

jingque调节：在稳定状态下，将围绕过程值的操作点生成恒定受限的振荡

jingque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。jingque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_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jingque调节的影响非常小。 重新计算前会备份 pid 参数。

启动jingque调节的必要条件：

已在循环中断 ob 中调用 “pid_compact” 指令。manualenable = false 且 reset = falsepid_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。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。

jingque调节自整定曲线样例

可以在“未激活”、“自动”或“手动”模式下启动jingque调节。 如果希望通过控制器调节来改进现有 pid 参数，建议自动模式下启动jingque调节。如果已执行jingque调节且没有错误，则 pid 参数已得到优化。 pid_compact 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“jingque调节”期间出错，pid_compact  将切换到“未激活”模式。

二	s7-1200 pid compact v2 调试面板说明

在进行pid调试时候，可以过调试面板进行预调节或jingque调节；可通过项目树中工艺对象-->背景db下的调试按钮打开，或通过pid_compact指令块上面按钮打开调试窗口；

image-20240703150747436

调试面板中，可监控pid实时曲线，启动预调节，jingque调节，手动给定输出，设定pid参数等；

image-20240703151643954

1.采样时间：选择调试面板测量功能的采样时间；启动：激活 pid compact 趋势采集功能。调节模式：选择整定方式；启动：激活调节模式。 2.实时趋势图显示：以曲线方式显示 setpoint（给定值），input（反馈值），output  (输出值)。3.标尺：更改趋势中曲线颜色和标尺中的zui大/zui小值。4.调节状态：显示进度条与调节状态。当调节完成后，整定出的参数会实时更新至工艺对象背景数据块  > retain> pid 参数中。 a. errorack：确认警告和错误，点击时 errorack=ture，释放时 errorack=false。 b. 上传 pid 参数：将调节出的参数更新至初始值 c. 转到 pid参数：转换到组态界面 > gaoji设置  > pid 参数 d.若当进度条达或控制器调节功能看似受阻时，请单击“调节模式”中（上图部分 1）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。5.可监视给定，反馈，输出值的在线状态，并可手动强制输出值。stop  pid_compact：禁用 pid控制器至非活动状态。

三	通过hmi或第三方设备修改pid参数

在实际应用中，往往需要在hmi或上位机中开放pid参数调节，当需要手动修改pid参数（主要是比例，积分，微分参数）时，就不需要进入到程序内部，方便修改；

第三方上位机或触摸屏，多数不能直接访问 s7-1200 中符号寻址的变量。这种情况下，可以使用juedui地址的变量与pid_compact 工艺对象数据块中的增益、积分、微分的变量之间做数据传送。只需要在第三方设备的用户画面中，访问对应的juedui地址变量即可。pid参数修改后实时生效，不需要重启  pid 控制器和 plc。

image-20240703153205537

触摸屏访问的变量是juedui地址寻址，工艺对象背景数据块里对应变量是符号寻址。设置juedui地址变量的保持性，实现断电数据保持。通过指令实现juedui地址与符号地址变量的数据传送。

image-20240703153055481

四	s7-1200 pid compact v2 问题诊断

为什么 pid_compact 输出值始终为零？

image-20240703154722403

如何处理 pid_compact 输出值的异常大幅度波动？

image-20240703154850000

pid_compact 运行过程中出现的常见故障代码及处理方法

image-20240703154935301