浅析西门子S7200PLC实现PID功能的技巧.pdf

技创新与应用 2012 9 月（下） 科技 创新 浅析西门子S7-200PLC 实现PID 功能的技巧 李金义 王 京 孙汉桥 （北京电子科技职业学院，北京 100026 ） 摘 要 西门子S7-200 系列PLC 是一种可编程序逻辑控制器。强大的指令集、灵活的配置和紧凑的结构使S7-200PLC 能够控制 各种设备以实现自动化控制的需求。而在工业控制中，使用PLC 对模拟量进行PID 控制以其高性价比、强抗干扰能力以及便于用 户操作等特点在使用计算机( 包括PLC)的数字控制系统和使用模拟量控制器的模拟控制系统中都得到了广泛的应用。本文 要 分析在以PLC 为控制器的闭环系统中实现PID 功能的技巧。 关键词 PLC ；PID 控制器；技巧 引言 制量。 在工业 产中，常常采用闭环 制方式来 制流量、温度和压力等 西门子S7-200PLC 的PID 指令如图2 所示。 。 连续变化的模拟量 PID 制，即比例-积分-微分 制，不需要建立精确 的 制系统数学模型，有较强的适应性和灵活性。而且PID 制器具有 程序设计简单，结构典型，参数调整方便等特点，在工程上容易实现。因 ， 此 PID 制器在使用计算机(包括PLC)的数字 制系统和使用模拟量 制器的模拟 制系统中都得到了广泛应用。但随着通讯技术、计算机 技术和 制技术的发展，特别是高级设计语言和模块化设计结构的融 图2 西门子S7-200PLC 的PID 指令 ， ，功能不 ， 。编译时如 入，以及模拟量输入\ 输出模块的使用 PLC 的操作更加灵活 其中指令LOOP 是回路编号 TBL 是回路表的起始地址 断加强。因此采用PLC 进行PID 制已经成为新型工业 制领域的主 果指令的回路号或回路表起始地址超出范围，生成CPU 编译错误，导 流 制装置。 致编译失败。由于对回路表中的 些输入值PID 指令不进行范围检查， 1 用PLC 实现PID 制的方法 为避免编译失败，应保证给定值、过程变量等不超限。PID 功能块利用一 用PLC 实现对模拟量进行PID 制大致有如下几种方法： 个长度为36 字节的PID 回路表实现数据的交换。因此PID 功能块必须 。 要指定 制回路表的起始地址和PID 制回路号才能够调用。 1.1 使用PLC 内PID 功能指令 PID 功能指令是用于PID 制的 子程序，通过与模拟量输入\ 输出模块结合使用，即可得到与PID 制 基于西门子S7-200PLC 的闭环 制系统如图3 所示。图中的虚线 类似的效果，但价格更便宜。如西门子S7-200 的PID 指令。 部分在PLC 内。其中杂孕 、e 、PV 、M 分别为模拟量在sp(t)、e(t)、pv(t)、M(t) n n n n 1.2 自编程序来实现PID 闭环 制。在没有PID 功能指令和过程 在第n 次采样时的数字量。 制模块的情况下，用户需要自己编写 制程序，以实现PID 制算 法。 1.3 使用PID 过程 制模块。PID 过程 制模块的 制程序是PLC 厂家设计编写并整合到模块中，用户调用时只需要根据实际要求设置 一些参数，使用起来非常方便。 本文 说明PI