CPU模塊6ES7677-2AA31-0EB0合作商S7-200可編程序控制器手冊
PID自整定和PID整定控制面板
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S7-200PLC已經(jīng)支持PID自整定功能，STEP 7-Micro/WIN中也添加了PID整定控制面板。這就大大
增強(qiáng)了 S7-200PLC的功能，并且使這一功能的使用更加容易。
您可以使用操作員面板中的用戶程序或者PID整定控制面板來啟動自整定功能。在同一時間，不僅僅
只有一個PID回路可以進(jìn)行自整定，如果需要的話，所有8個PID回路可以同時進(jìn)行自整定。PID自整
定算法向您推薦增益值、積分時間值和微分時間值。您也可以為您的調(diào)節(jié)回路選擇快速響應(yīng)、中速響
應(yīng)、慢速響應(yīng)或者極慢速響應(yīng)等調(diào)節(jié)類型。
用PID整定控制面板，您可以啟動自整定，取消自整定和在圖表中結(jié)果?？刂泼姘鍟@
示所有可能發(fā)生的錯誤和警告信息。它也允許您將自整定后的增益值、積分時間值和微分時間值
應(yīng)用到實際控制中去。
在本章中
理解PID的自整定................................. 382
擴(kuò)展回路表..................................... 382
先決條件...................................... 385
自滯后和自偏移................................... 385
自整定序列..................................... 386
異常情況...................................... 387
關(guān)于變量超限的說明(結(jié)果代碼3)........................ 387
PID整定控制面板................................. 388
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S7-200可編程序控制器手冊
理解PID自整定
引言
S7-200中使用的自整定算法是基于KJ.Astr6m和T. HSgglund在1984年提出的延時反饋算法。經(jīng)過
這二十年，繼電反饋算法已被應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。
延時反饋的概念是指在一個的控制中產(chǎn)生一個微小但的擾動。變量中擾動的周期和
振幅，將終決定控制的和增益。然后利用終的增益和值，PID自整定向您推薦增益
值、積分時間值和微分時間值。
所推薦的值與您為您的控制所選擇的響應(yīng)速度相關(guān)。您可以選擇快速響應(yīng)、中速響應(yīng)、慢速響應(yīng)
或者極慢速響應(yīng)。根據(jù)您的控制，一個快速響應(yīng)會產(chǎn)生超調(diào)，它符合不*衰減整定條件。一個
中速響應(yīng)會使控制瀕臨超調(diào)的邊緣，它符合臨界衰減整定條件。一個慢速響應(yīng)不會超調(diào)，它
符合強(qiáng)衰減整定條件。一個極慢速響應(yīng)不會超調(diào)，它符合衰減整定條件。
PID自整定除了推薦值以外，還可以自動確定滯后值和變量峰值偏移。這些參數(shù)用于當(dāng)
PID自整定設(shè)置振蕩限幅時噪聲所產(chǎn)生的影響。
PID自整定適用于雙向調(diào)節(jié)、反向調(diào)節(jié)、P調(diào)節(jié)、PI調(diào)節(jié)、PD調(diào)節(jié)和PID調(diào)節(jié)等各種調(diào)節(jié)回路。
PID自整定的目的在于為您的控制回路提供一套化的整定參數(shù)。使用這些整定值可以使您達(dá)
到的控制效果，真正您的控制。
擴(kuò)展回路表
S7-200中的PID指令涉及到一張回路表，回路表中包含了回路參數(shù)。該表原來只有36個字節(jié)。現(xiàn)在有
了 PID自整定功能，表的長度到80個字節(jié)。表15-1和表15-2展示了擴(kuò)展后的回路表。
如果您使用PID整定控制面板，您可以通過控制面板操縱PID回路表中的所有參數(shù)。如果您需要用一
個操作員面板來提供自整定功能，您必須通過編程的來實現(xiàn)操作員和PID回路表之間的信息交
換，從而啟動和自整定，終將整定值應(yīng)用到實際控制中去。
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PID自整定和PID整定控制面板
第15章
表15-1 回路表
偏移量 域 格式 類型 描述
0 變量 (PVn) REAL 輸人 變量，必須在0.0~1.0之間
4 設(shè)定值 (SPn) REAL 輸人 包含必須在0.0和1.0之間的設(shè)定值。
8 輸出 (Mn) REAL 輸人/ 輸出 輸出值，必須在0.0~1.0之間
12 増益 (Kc) REAL 輸人 増益是比例常數(shù)。可正可負(fù)。
16 采樣時間 (TS) REAL 輸人 包含采樣時間，單位為秒。必須是正數(shù)
20 積分時間或復(fù)位 (Ti) REAL 輸人 包含積分時間或復(fù)位，單位為分鐘。
24 微分時間或速率 (Td) REAL 輸人 包含微分時間或速率，單位為分鐘。
28 偏差 (MX) REAL 輸人/ 輸出 積分項前項，必須在0.0~1.0之間
32 變量前值(PVn-1) REAL 輸人/ 輸出 包含后一次執(zhí)行PID指令時存儲的變量 值。
36 PID回路表ID ASCII碼 常數(shù) “PIDA"（PID回路表，版本A): ASCII常數(shù)
40 at 控制(acntl) byte 輸人 參見表15-2
41 at 狀態(tài)(astat) byte 輸出 參見表15-2
42 AT 結(jié)果(ARES) byte 輸人/ 輸出 參見表15-2
43 AT 配置(ACNFG) byte 輸人 參見表15-2
44 偏移(DEV) REAL 輸人 變量振幅的化值(范圍： 025-0.25)。
48 滯后(HYS) REAL 輸人 變量滯后的化值，用于確定零相交 値圍： 0.005到0.1)。當(dāng)DEV與HYS的比率小 于4時，自整定中會發(fā)出警告。
52 初始輸出階躍幅度 (STEP) REAL 輸人 輸出階躍幅度變化的化大小，用于減小 變量的振動(范圍： 0.05到0.4)
56 看門狗時間(WDOG) REAL 輸人 兩次零相交之間允許的時間間隔，單位 是秒(范圍： 60到7200)
60 推薦増益(AT_Kc) REAL 輸出 自整定推薦的増益值
64 推薦積分時間(AT_T|) REAL 輸出 自整定推薦的積分時間值
68 推薦微分時間(AT_Td) REAL 輸出 自整定推薦的微分時間值
72 實際輸出階躍幅度 (ASTEP) REAL 輸出 自整定確定的歸一化以后的輸出階躍 幅度。
76 實際滯后(AHYS) REAL 輸出 自整定確定的歸一化以后的變量滯 后值。
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S7-200可編程序控制器手冊
表15-2
控制參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)的具體描述
域
描述
AT 控制(ACNTL)
輸人一字節(jié)
MSB
7
LSB
0
0 0 0 0 0 0 0 EN
EN -設(shè)為1用于啟動自整定；設(shè)為0用于中止自整定
AT 狀態(tài)(ASTAT)
輸出一字節(jié)
MSB
7
LSB
0
W0 W1 W2 0 AH 0 0 IP
W0-警告：偏差設(shè)置沒有超過滯后設(shè)值的4倍。
W1 -警告：不協(xié)調(diào)的偏差可能輸出階躍值的不正確調(diào)節(jié)。
W2 -警告：實際平均偏差沒有超過滯后設(shè)置的4倍。
AH -自動滯后計算：
0 -沒有執(zhí)行
1-正在執(zhí)行
IP -自整定：
0 -沒有執(zhí)行
1-正在執(zhí)行
每次自整定功能啟動，PLC都警告位，置位自整定運行位。直到自整定完成，PLC
自整定運行位。
AT 結(jié)果(ARES)
輸人/輸出-字節(jié)
MSB
7
D
LSB
0
結(jié)果代碼:
D - Done位：
0- 自整定未完成
1- 自整定完成
在自整定啟動之前，該位必須設(shè)為0
結(jié)果代碼：
00-正常完成(推薦的整定值可以使用）
01 -用戶中止
02 -中止，零相交狗超時
03-中止，變量超范圍
04 -中止，超出滯后值
05 -中止，檢測到組態(tài)值
06 -中止，檢測到數(shù)字錯誤
07 -中止，在沒有能流時執(zhí)行PID指令
(回路處于手動）
08-中止，自整定只適用于P、PI、PD或PID回路
09至7F -保留
AT 配置(ACNFG)
輸人-字節(jié)
MSB
7
LSB
0
0 0 0 0 R1 R0 DS HS
R1 R0 動態(tài)響應(yīng)
0 0 快速響應(yīng)
0 1 中速響應(yīng)
1 0 慢速響應(yīng)
1 1 極慢速響應(yīng)
DS -偏差設(shè)置：
0- 使用回路表中的偏差值
1- 自動確定偏差值
HS -滯后設(shè)置：
0-使用回路表中的滯后值
1 -自動確定滯后值
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