在 STEP 7 (TIA Portal)V11或者更高版本中,如何针对不对称的温度控制曲线设置(优化)自动 PID 控制器?

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描述
由于温度控制曲线的不对称时间行为,PID 控制器 (“PID_Compact” or “PID_3Step”) 的自动优化必须遵守特定的时间序列。n

关于自动优化,通常假定加热和制冷的时间大致相同。但对于某些曲线情况并不总是这样(如图 01 所示)。n

在 STEP 7 (TIA Portal)V11或者更高版本中,如何针对不对称的温度控制曲线设置(优化)自动 PID 控制器?

图01 一种非对称的温度控制过程的典型曲线n

在自动控制模式下,非对称振荡经常发生在接近设定值时。下面的例子中如图 02 所示。在这里可以看到有不同的加热时间(A)和冷却时间(B)。n

在 STEP 7 (TIA Portal)V11或者更高版本中,如何针对不对称的温度控制曲线设置(优化)自动 PID 控制器?
图. 02n

图 02 示出了温度控制过程在有过冲情况的典型的控制器情形,可能会导致以下的行为:n

  • PID 参数只能不准确的计算。n
  • 自动优化(也称为自动调整)需要很长的时间。n
  • 由于非常缓慢的过程超过时间限制导致自动调整可能中止

纠正方法

为了此类温度控制曲线的 PID 控制器的优化,注意以下三个步骤。n

  1. 实现稳定状态
    控制和稳定到设定值过程。使用手动模式,或者使用默认值使 PID 控制器自动调节到所期望的设定值。
    n
    1. 手动模式:控制器设置为手动模式 (“sRet.i_Mode” = 4) 并选择一个合适的手动值。通过改变手动值来接近期望的设定值。当实际值达到设定值并不再改变,继续执行步骤 2。n
    2. 自动模式:控制器设置为自动模式 (“sRet.i_Mode” = 3) 并指定期望的设定值。让控制器接近设定值并等待直到该进程趋于稳态。该情况下可能需要相当长的时间。如果时间过长,继续 a 步骤。
  2. 更改为自动模式
    通过分配值 “3” (自动模式)到静态变量 “sRet.i_Mode” 更改为自动模式。此外,还可以在 “控制器的在线状态” 的调试对话框下启用手动模式。

    注意事项
    重要的是,该过程是处于一个稳定的状态并尽可能接近到设定点值。可以看到在自动模式下的控制输出。控制输出应该在很长一段时间保持不变。

  3. 开始优化
    现在通过分配值 “2” (优化)到静态变量 “sRet.i_Mode” 开始优化。温度控制曲线通常有非常大的时间常数,也就意味着优化需要很长的时间。

注意事项
只能使用更改变量 “sRet.i_Mode” 的值来改变模式。按照如下步骤以确保安全的变化:

  • 每次更改前首先分配输出参数 “State” 的值到静态变量 “sRet.i_Mode” 。
  • 然后分配所期望的值(例如,”2″ 进行优化)到变量 “sRet.i_Mode” 。

更多关于 “PID_Compact” 和 “PID_3Step” 功能块的信息可参见 STEP 7 (TIA Portal) 的在线帮助

  • PID_Compact
  • PID_3Step

S7-1500 的注意事项
在 STEP 7 V 12 中也可以使用 “PID_Compact” 和 “PID_3Step” 功能块对 S7-1500 进行控制器优化。

原创文章,作者:ximenziask,如若转载,请注明出处:https://www.zhaoplc.com/plc327539.html

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