浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李方園

1 前言

圖1所示為調(diào)節(jié)閥外觀，該調(diào)節(jié)閥能夠接收0～10V信號(hào)來(lái)進(jìn)行開度調(diào)節(jié)，其中10V代表100%開度，0V表示0%開度。由于容器液體的排放具有不確定性，因此，水位傳感器檢測(cè)過(guò)來(lái)的信號(hào)始終處于變化中?，F(xiàn)在要求能保證無(wú)論是怎樣的擾動(dòng)，容器的液位始終能保持一個(gè)恒定的位置。

2 S7-200實(shí)現(xiàn)PID控制的基礎(chǔ)

西門子S7-200 PLC具有標(biāo)準(zhǔn)的PID回路指令來(lái)實(shí)現(xiàn)各種溫度控制。PID回路（PID）指令根據(jù)表格(TBL)中的輸入和配置信息對(duì)引用LOOP執(zhí)行PID回路計(jì)算（如表1所示）。同時(shí)，邏輯堆棧（TOS）頂值必須是“打開”（使能位）狀態(tài)，才能啟用PID計(jì)算。

圖1 調(diào)節(jié)閥

表1 PID回路指令操作數(shù)

S7-200程序中可使用八條PID指令，如果兩條或多條PID指令使用相同的回路號(hào)碼（即使它們的表格地址不同），PID計(jì)算會(huì)互相干擾，結(jié)果難以預(yù)料。因此，必須在程序設(shè)計(jì)之初為每一個(gè)PID控制指定不同的回路號(hào)。

LOOP回路表存儲(chǔ)用于控制和監(jiān)控回路運(yùn)算的參數(shù)，包括程序變量、設(shè)置點(diǎn)、輸出、增益、采樣時(shí)間、整數(shù)時(shí)間（重設(shè)）、導(dǎo)出時(shí)間（速率）等數(shù)值。PID指令框中輸入的表格（TBL）起始地址為回路表分配80個(gè)字節(jié)（具體參考西門子S7編程手冊(cè)）。

3 S7-200的硬件接線

恒液位控制的難點(diǎn)在于程序，而硬件接線相對(duì)簡(jiǎn)單，如圖2所示，采用EM235模塊做為模擬量輸入和模擬量輸出。根據(jù)原理圖可以知道，液位信號(hào)為AIW0，而調(diào)節(jié)閥輸出信號(hào)為AQW0，I0.0為手動(dòng)/自動(dòng)切換(自鎖按鈕)。

圖2 液位PID控制硬件接線

4 軟件程序與調(diào)試

恒液位控制的軟件可以通過(guò)PID向?qū)Ыⅲ▓D3所示），但是PID程序完成后，并不是萬(wàn)事大吉，而是需要進(jìn)行調(diào)試。

圖3 進(jìn)入PID向?qū)?/p>

圖4 PID調(diào)節(jié)控制面板

圖5 所示為高級(jí)PID自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)。

圖5 高級(jí)PID自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)

5 結(jié)束語(yǔ)

在恒液位控制系統(tǒng)中，可能有必要僅采用一種或兩種回路控制方法。例如，可能只要求比例控制或比例和積分控制。這時(shí)可以通過(guò)設(shè)置常數(shù)參數(shù)值對(duì)所需的回路控制類型進(jìn)行選擇。

[1] 李方園. 自動(dòng)化綜合實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[2] 李方園. 零起點(diǎn)學(xué)西門子S7-200 PLC[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.