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西门子博途S7-1200PLC编程之PID控制实例（1）

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简介

【加载项目】

可以加载上一章结尾处的项目状态。

【简介】

如果某个物理值（例如，温度、压力或速度）在过程中必须具有

特定值，并且该值会根据无法预见的外部条件而变化，则必须使用控

制器。

【定义PID控制器】

PID控制器是由比例、积分和微分单元组成。它在控制回路中连

续检测受控变量的实际测量值，并将其与期望设定值进行比较。PID

使用所生成的控制偏差来计算控制器的输出，以便尽可能快速平稳地

将受控变量调整到设定值。

【定义控制回路】

控制回路是由受控对象、控制器、测量元件（传感器）和控制元

件组成。

●在本例中，使用具有PID控制的SIMATICS7-1200作为控制

器。

●本例中的测量元件是传感器，用于测量加热室内的温度。

●控制元件是由PLC直接控制的加热器。

下面的接线图包含了一个典型的控制回路：

设定值“w”已预先定义。在下面的实例中，设定值是加热室中

的期望温度75°C。可通过设定值(w)和实际值(y)来计算控制偏差(e)。

控制器(K)可将控制偏差转换为受控变量(u)。受控变量通过受控对象(G)

来更改实际值(y)。本例中的受控对象(G)为加热室中的温度调节，可以

通过增加或减少能量输入进行控制。

除受控对象(G)外，也可以通过干扰变量(d)改变实际值(y)。本例

中的干扰变量可能是加热室中意外的温度变化。例如，由室外温度变

化引起的温度变化。

【使用PID控制器】

在实例项目中，使用PID控制器尽可能快地达到所需的75°C温

度并尽可能保持设定值不变。

在本例中，由于加热元件在关闭后继续发热，因此将超出设定值。

该效应称为“过调”；如果实际值的控制和测量之间存在延时，则会

发生过调。

下图显示了首次打开设备后可能的温度特征曲线：

【步骤】

下图显示了要创建的所有对象的总览：

请按以下步骤操作以创建这些对象：

●创建第二个组织块[OB200]，在其中将调用PID控制器的块。

●创建工艺对象“PID_Compact”。

●将仿真块“PROC_C”加载到组织块[OB200]。如果使用仿真

块，无需使用PLC之外的其它硬件。

●组态工艺对象“PID_Compact”。

–选择控制器的类型。

–输入控制器的设定值。

–将工艺对象“PID_Compact”的实际值和受控变量与仿真块

“PROC_C”互连。

●在工艺窗口的调试窗口中加载用户程序并执行控制器优化。