控制系統(tǒng)

在西門子PCS 7的PID整定器中如何實(shí)現(xiàn)控制器優(yōu)化

ainet.cn   2013年07月16日

  描述:

  從西門子PCS 7 V5.1開(kāi)始,可以使用調(diào)試工具“PCS 7 PID Tuner”來(lái)優(yōu)化控制器。這個(gè)工具可以通過(guò)測(cè)量方式識(shí)別控制對(duì)象參數(shù)并給出優(yōu)化參數(shù)的設(shè)置建議。如果用戶需要,可以立刻使用這些參數(shù)。

  從PCS7 V7.1開(kāi)始,可以優(yōu)化“PCS 7 Library”和“PCS 7 Advanced Process Library”中的控制器,以及有類似功能的控制器。同樣也可以調(diào)整步進(jìn)控制器的馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)間。

  要求:

  西門子PCS 7的PID整定器軟件安裝在工程師站上。在正常PCS 7的工程師站安裝中就可以安裝此工具。

  安裝相應(yīng)授權(quán)。從PCS 7 V7.1開(kāi)始,不再需要額外的PCS 7 PID整定器授權(quán)。

  CFC已經(jīng)編譯并下載到PLC中。

  ES和PLC之間有在線連接。

  對(duì)于控制回路需要了解以下幾方面:

  1.控制對(duì)象的過(guò)程特性(是否存在積分環(huán)節(jié))

  2.控制回路狀態(tài)(手動(dòng)或者自動(dòng))

  3.控制器的階躍工作點(diǎn)

  4.控制器類型(比例積分微分,比例積分或者比例控制器)

  說(shuō)明:

  以下以連續(xù)型的比例積分控制器為例解釋如何使用PCS 7的PID整定器。

  注意:

  1.請(qǐng)注意優(yōu)化過(guò)程會(huì)干擾實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行。如果影響了實(shí)際過(guò)程運(yùn)行,在相應(yīng)優(yōu)化步驟中會(huì)有提示。用戶需要知道可能出現(xiàn)的后果。

  2.在優(yōu)化工作之前,對(duì)操作工做合適的人員安排。

  3.優(yōu)化過(guò)程中,密切關(guān)注過(guò)程曲線記錄。

  序號(hào)步驟

  1為控制器優(yōu)化做準(zhǔn)備

  優(yōu)化之前,控制器需要切換到“優(yōu)化”模式??梢栽贑FC中或者在上位機(jī)OS面板上設(shè)置。

  在CFC中將“OPTI_EN”管腳設(shè)為“Enable”,這個(gè)管腳默認(rèn)隱藏。如果在OS面板上,在“Parameter”視圖中勾選“Enable Optimiz”選項(xiàng)。

  圖 01: 為控制器優(yōu)化做準(zhǔn)備

  2啟動(dòng)PCS 7的PID整定器

  選擇控制器功能塊,在CFC中通過(guò)菜單“Edit > Optimize PID Controller...”啟動(dòng)此工具。

  圖 02: 啟動(dòng)PID整定器

  3設(shè)置曲線記錄參數(shù)

  為了使當(dāng)前顯示符合實(shí)際,停止曲線記錄并點(diǎn)擊“Settings...”按鈕。

  圖 03: 參數(shù)化曲線記錄

  4啟動(dòng)控制器優(yōu)化

  點(diǎn)擊"Start Controller Optimization" 按鈕。

  圖 04: PID 整定器

  5讀取測(cè)量值 (步驟 1 到 5)

  步驟1到3中,需要定義讀取測(cè)量值的條件。步驟4中讀取測(cè)量值,監(jiān)視曲線記錄。這時(shí)可以取消過(guò)程仿真。

  1.選擇過(guò)程特性 (是否存在積分環(huán)節(jié))

  2.選擇操作模式(手動(dòng)/自動(dòng)),輸入實(shí)現(xiàn)階躍仿真的起始點(diǎn)

  3.輸入新的設(shè)定值,實(shí)現(xiàn)階躍仿真

  4.讀取測(cè)量值

  5.取消過(guò)程仿真

  圖 05: 讀取測(cè)量值

  6控制器的行為及結(jié)果(步驟 6 到 8)

  在步驟6和7中選擇控制器行為和類型。步驟8中使用優(yōu)化控制器參數(shù)仿真控制回路。可以通過(guò)不同階躍值和控制器參數(shù)來(lái)測(cè)試。

  6.設(shè)置控制器行為(適當(dāng)?shù)臄_動(dòng)/適當(dāng)?shù)闹骺貏?dòng)作)

  7.參數(shù)結(jié)果并選擇控制器類型(比例積分微分,比例積分或者比例控制器)

  8.使用優(yōu)化參數(shù)仿真控制回路

  圖 06: 參數(shù)結(jié)果

  圖 07: 圖表結(jié)果

  7設(shè)置控制器 (步驟9)

  最后一步,決定是否采用老的還是新的設(shè)置。點(diǎn)擊“Finish”按鈕結(jié)束參數(shù)優(yōu)化。

  9.控制器參數(shù)選擇 (老/新)

  圖 08: 載入優(yōu)化參數(shù)

  8關(guān)閉PID整定器

  控制器已經(jīng)采用新的參數(shù)設(shè)置。通過(guò)“End and save”按鈕關(guān)閉PID整定器??刂破鞅粡?fù)位到初始的操作狀態(tài)。

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