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TUhjnbcbe - 2025/6/27 10:40:00
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所谓手自动勿扰S7-SMARTPLC切换,是指在将PID回路从手动模式切换到自动模式,或者是自动模式切换的手动模式时,PID输出不会发生跳变,也就是不会产生任何波动。本文阐述内容主要以中的PID功能为实例。一、PID自动/手动调节的无扰动切换有些工程项目中可能需要根据工艺要求在不同的时刻投入、或者退出PID自动控制;退出PID自动控制时,控制器的输出部分可以由操作人员直接手动控制。这就是所谓的PID手动/自动切换。PID控制处于自动方式时,PID控制器(以S7-SMART中的PID调节为例)会按照PID算法,自动通过输出的作用使过程反馈值跟随给定值变化,并保持稳定。这是一个自动的闭环控制系统。操作人员可以根据现场工艺的要求,改变给定(即设定值)的值。PID控制处于手动方式时,PID控制器不再起自动计算的作用。这时,控制回路的输出是由操作人员手动控制、调整,由操作人员观察现场的控制效果,从而构成人工闭环控制。所谓PID自动/手动控制,就是看控制系统的输出是由PID控制器自动控制,还是由操作人员手动控制。有些控制系统的执行机构不能承受较大的冲击,这就要求在进行PID自动/手动切换时,保持控制输出的稳定。这就是要求无扰动切换。为了达到PID自动/手动控制的无扰动切换,需要在编程时注意一些相关事项。下面分别就直接使用PID指令编程,和使用PID向导编程两种情况作一介绍。二、直接使用PID指令编程时的PID自动/手动无扰切换直接使用PID指令块编写PID控制程序时,可以简单地使用“调用/不调用”指令的方式控制自动/手动模式。因为PID指令本身已经具有实现无扰动切换的能力,此时在PID指令控制环节之外编程没有多大必要。PID指令的EN输入端使能(为“1”)时,我们认为是自动控制模式;EN输入端未使能(为“0”)时,我们认为是手动控制模式。PID指令本身有一个“能流历史状态位”,以记录指令的状态切换。在EN端从“0”变为”“1”时,PID指令认为这是从“手动”模式向“自动”模式切换。PID指令此时会自动执行一系列动作,以配合无扰动切换:

使设定值(SPn)=当前过程反馈变量(PVn)

设置上次采样过程变量(PVn-1)=当前过程反馈变量(PVn)

设置积分偏差和(或所谓积分前项)(Mx)=当前输出值(Mn)

使设定值等于当前反馈值可以避免出现偏差,使之不存在调整的要求;当然如果有工艺要求,也可以后续调整设定值。其他的动作都是为了使PID在后续的操作中不改变输出的值。在编程时要注意:

从自动模式向手动模式切换时,PID指令的EN端不再有能流,计算停止,输出值Mn不再变化。此时如果需要操作人员人工观察控制的结果,手动控制输出量,就可以通过用户程序直接改变回路表中的输出值存储单元内容(见数据块或系统手册的相关部分内容)。如果有必要,操作人员的操作可能要进行一些标准化换算。

为保证从手动模式向自动模式的切换无扰动,需要在手动控制时,或在切换过程中,禁止对PID回路表中设定值的更新,以便切换时PID指令用当前过程反馈值替代设定值。切换完成后,操作人员可以调整设定值。

三、使用PID向导编程时的PID自动/手动无扰切换使用PID指令向导编程时,指令向导会自动调用PID指令,并且编写外围的控制变量标准化换算、定时采样等功能。用户在使用PID指令向导时,需要在用户程序中用SM0.0调用指令向导生成的子程序(如PIDx_CTRL子程序)。PID向导可以生成带自动/手动切换功能的子程序,这个子程序使用一个数字量点为“1”、“0”的状态来控制是否投入PID自动控制。到目前为止(STEP7-Micro/WINSMART),使用PID向导生成的子程序时,由于用户程序不能直接使用PID指令,它的无扰切换能力因为隔了外壳子程序,所以受到了局限。如果对无扰切换要求比较严格,需要另外编一些程序加以处理。但在高级一点的PLC中,无扰动切换功能只需打个勾即可。对于SMART来说则不能这么简单了。S7-SMART中,考察如下PID控制子程序:

图1.PID向导生成的指令图中:a、过程反馈量;b、设定值,实数;c、自动/手动控制,“1”=自动,“0”=手动;d、手动控制输出值,0.0-1.0之间的一个实数;e、PID控制输出值。要实现无扰动切换,必须:

在从自动向手动切换时,使手动输出值(VD4)等于当前的实际控制输出值;

在从手动向自动切换时,使设定值相当于当前的过程反馈值。

为此,可编写类似下图所示的程序,放在PID控制子程序之前:

图2.无扰切换处理程序图中:a、自动/手动切换控制点;b、从自动向手动切换时,使手动输出值等于实际当前值;c、从手动向自动切换时,把当前反馈量换算为相应的给定值。#西门子PLC#免责声明:如果侵犯了您的权益,请联系站长,我们会及时删除侵权内容,谢谢合作!

西门子S7-SMARTPLC如何实现PID自动/手动调节切换

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