S7-300PLC-PID功能块FB41的功能及用法

gkket · 发表于 2021-3-22 20:04:13

一、控制系统假设

图1 液压系统控制框图

如图1为液压系统的简单控制框图。控制方式为使用变频器拖动泵，使系统的实际压力等于设定压力。本文基于此系统，探讨一下如何用S7-300进行PID控制。为方便讨论，做以下假定：

二、FB41简介

在STEP7中的库中，有专门用于PID控制的FB块——FB41。PID控制必须在循环中断中执行，以确保其扫描、执行时间基本固定。本例中的CPU仅有OB35一个循环中断，因此，要在OB35中调用FB41。

图2 FB41在库中的位置

图3 FB41的逻辑图

FB41的逻辑如图3所示。分解介绍如下：

· 当PVPER_ON=0时，PV_IN端的值为实际值，该值通常有FC105转换而来；

· 当PVPER_ON=1时，PV_PER端的值为实际的压力值，该值来自AI模块，为压力传感器的反馈值；

本例中，我们以PVPER_ON=1时，来说明。即:1==>"PVPER_ON"、PIW272==>"PV_PER"

PV_PER=0时，对应的实际压力为PV_OFF，即0MPa；

PV_PER=27648时，对应的实际压力为PV_FAC，即1MPa；

PV=PV_PER/27648*(PV_FAC – PV_OFF)，本例中，PV=PV_PER/27648；

· ER为给定值SP_INT和实际值PV的偏差，PID即是基于它进行调节的；
· GAIN、TI、TD分别为比例、积分、微分的系数。比例功能投入与否，由P_SEL决定，当P_SEL=1时，比例功能起作用；同理，I_SEL、D_SEL决定是否启用积分、微分调节；
· LMN_P、LMN_I、LMN_D分别记录当前控制量的比例分量、积分分量、微分分量。
· LMN_HLM、LMN_LLM分别为输出的上、下限值，上限100对应50Hz，下限0对应0Hz，所以：LMN_HLM=100/50=2；LMN_LLM=0；
· LMN_FAC、LMN_OFF标定频率的变化范围，分别为50Hz和0Hz；
· LMN_PER为输出的标准化，LMN_PER=LMN/100*27648；

FB41中还有其他参数，本文仅对PID控制做简单介绍，上述几个参数是必须了，将其定义在DB1中，如图4所示。然后在OB35中，调用FB41，并将DB1中的数据一一对应的填入相应的引脚，即完成了PID控制的基础工作，如图5-7所示。