S7-1200 PID Compact V2 常見問題

時(shí)間：2021-03-18作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：2454

S7-1200 的 PID 功能支持仿真嗎？

S7-1200 固件版本 V4.0 以上，TIA V13 SP1 以上，使用 S7-PLCSIM V13 SP1 可以仿真 PLC 的程序，但不支持工藝功能（高速計(jì)數(shù)器、運(yùn)動(dòng)控制、PID 調(diào)節(jié)）的仿真。

S7-1200 系列 PLC 較多能實(shí)現(xiàn)多少 PID 回路的控制？

嚴(yán)格上說并沒有具體數(shù)量的限制，實(shí)際應(yīng)用中由以下因素決定數(shù)量：
1.CPU 的存儲(chǔ)區(qū)的占用情況，及支持 DB 塊數(shù)量的限制。
2.在循環(huán)中斷里調(diào)用 PID 指令，需要保證中斷里執(zhí)行指令的時(shí)間遠(yuǎn)小于該中斷的循環(huán)時(shí)間。

當(dāng)出現(xiàn)過程值**限錯(cuò)誤時(shí)，如何使 PID 控制器不停止運(yùn)行？

1.在PID Compact V1版本時(shí)，當(dāng)過程值**限，PID 會(huì)自動(dòng)切換到“未激活”模式，Error 報(bào)錯(cuò)。通過錯(cuò)誤位上升沿捕捉錯(cuò)誤代碼是 0001H（參數(shù) “Input” **出了過程值限值的范圍），可以通過以下途徑避免：
① 在工藝對(duì)象 PID 的組態(tài)界面，修改過程值的限值，進(jìn)行適當(dāng)放大。
② 程序中對(duì)反饋值進(jìn)行比較，必須滿足限值范圍的再傳送給 Input?？梢栽诒容^的過程中做個(gè)**限后的報(bào)警。

在 PID_Compact V2 > 組態(tài) > **設(shè)置 > 對(duì)錯(cuò)誤的響應(yīng)中，可以預(yù)先設(shè)置發(fā)生錯(cuò)誤時(shí) PID 的輸出狀態(tài)。以便在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，控制器在大多數(shù)情況下均可保持激活狀態(tài)。以“反饋值**限”的錯(cuò)誤為例，設(shè)置“對(duì)錯(cuò)誤的響應(yīng)”的不同模式，查看 PID 控制器的狀態(tài)變化：
① 對(duì)錯(cuò)誤的響應(yīng) > 將 Output 設(shè)置為“非活動(dòng)”，錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，PID 會(huì)自動(dòng)切換到“未激活”模式，Error 報(bào)錯(cuò)。錯(cuò)誤離開后，工作模式仍處于“未激活”模式。


圖1.“非活動(dòng)”錯(cuò)誤響應(yīng)_出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí) PID 控制器不活動(dòng)

② 對(duì)錯(cuò)誤的響應(yīng) > 將 Output 設(shè)置為“錯(cuò)誤待定時(shí)的當(dāng)前值”或“錯(cuò)誤未決時(shí)的替代輸出值”，錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，PID 會(huì)仍處于“自動(dòng)”模式，Error 報(bào)錯(cuò)，輸出為 0.0。錯(cuò)誤離開后，切換到“自動(dòng)”模式正常運(yùn)行。


圖2.“錯(cuò)誤未決”錯(cuò)誤響應(yīng)_出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí) PID 控制器保留自動(dòng)模式

具體“組態(tài)錯(cuò)誤的響應(yīng)區(qū)別與非活動(dòng)時(shí)，控制器的狀態(tài)及輸出值的變化”

如何進(jìn)行 PID Compact 的故障復(fù)位？

當(dāng) PID Compact 發(fā)生錯(cuò)誤時(shí) Error=1 且 ErrorBits 顯示錯(cuò)誤信息，當(dāng)錯(cuò)誤離開后，Error=0 且 ErrorBits 會(huì)保留錯(cuò)誤信息。

Error	如果 Error = TRUE，則此周期內(nèi)至少有一條錯(cuò)誤消息處于未決狀態(tài)。
ErrorBits	ErrorBits 參數(shù)顯示錯(cuò)誤消息。通過 Reset 或 ErrorAck 的上升沿來復(fù)位 ErrorBits。

如果錯(cuò)誤一直存在無法消除時(shí)，建議檢查錯(cuò)誤信息排除故障。Reset 沿變化能夠重啟控制器，因此不建議使用 Reset 來清除錯(cuò)誤信息。通過 ErrorAck 的上升沿可以清除已經(jīng)離開的錯(cuò)誤信息，包括 ErrorBits 和 Warning。

ErrorAck	FALSE -> TRUE 上升沿時(shí)，錯(cuò)誤確認(rèn)，清除已經(jīng)離開的錯(cuò)誤信息。
Reset	重新啟動(dòng)控制器： FALSE -> TRUE 上升沿， 切換到“未激活”模式，同時(shí)將復(fù)位 ErrorBits 和 Warnings，清除積分作用（保留 PID 參數(shù)） 。 只要 Reset = TRUE，PID_Compact 便會(huì)保持在“未激活”模式下 (State = 0)。 TRUE -> FALSE 下降沿，PID_Compact 將切換到保存在 Mode 參數(shù)中的工作模式。

如何切換 PID Compact 控制器的工作模式？

若 PID 控制器未正常工作，請(qǐng)先檢查 PID 的輸出狀態(tài) State 來判斷 PID 控制器的當(dāng)前工作模式：

State

State 參數(shù)顯示了 PID 控制器的當(dāng)前工作模式。 可使用輸入?yún)?shù) Mode 和 ModeActivate 處的上升沿更改工作模式: State = 0：未激活 State = 1：預(yù)調(diào)節(jié) State = 2：精確調(diào)節(jié) State = 3：自動(dòng)模式 State = 4：手動(dòng)模式 State = 5：帶錯(cuò)誤監(jiān)視的替代輸出值

Mode 和 ModeActive 的上升沿組合、ManualEnable 的下降沿、Reset 的下降沿都可以切換 PID 控制器的工作模式，為操作簡(jiǎn)便建議采用 ManualEnable 進(jìn)行手/自動(dòng)模式切換。

ManualEnable	出現(xiàn) FALSE -> TRUE 上升沿時(shí)會(huì)激活“手動(dòng)模式”，與當(dāng)前 Mode 的數(shù)值無關(guān)。 當(dāng) ManualEnable = TRUE，無法通過 ModeActivate 的上升沿或使用調(diào)試對(duì)話框來更改工作模式。 出現(xiàn) TRUE -> FALSE 下降沿時(shí)會(huì)激活由 Mode *的工作模式。ManualValue 為手動(dòng)模式下的 PID 輸出值。
ModeActivate	FALSE -> TRUE 上升沿，PID_Compact 將切換到保存在 Mode 參數(shù)中的工作模式。
Reset	重新啟動(dòng)控制器： FALSE -> TRUE 上升沿， 切換到“未激活”模式，同時(shí)將復(fù)位 ErrorBits 和 Warnings，清除積分作用（保留 PID 參數(shù)） 。 只要 Reset = TRUE，PID_Compact 便會(huì)保持在“未激活”模式下 (State = 0)。 TRUE -> FALSE 下降沿，PID_Compact 將切換到保存在 Mode 參數(shù)中的工作模式。

如何切換 PID_Compact 手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)可參考以下流程圖：

如何實(shí)現(xiàn) PID Compact 手/自動(dòng)模式的無擾切換？

PID 自動(dòng)/手動(dòng)控制，就是看控制系統(tǒng)的輸出是由 PID 控制器自動(dòng)控制，還是由操作人員手動(dòng)控制。在進(jìn)行 PID 自動(dòng)/手動(dòng)切換時(shí)，如果要求保持控制輸出的無擾動(dòng)切換，需要在編程時(shí)注意：
1.PID Compact 手動(dòng)到自動(dòng)的模式切換，就是無擾的。
2.PID Compact 自動(dòng)到手動(dòng)的模式切換，需要保證切換至手動(dòng)模式前，PID 回路的輸出仍然是切換前的輸出值。切換完成后，操作人員可以修改手動(dòng)設(shè)定值。


圖3.編寫自動(dòng)切換到手動(dòng)時(shí)無擾的程序

在 PID Compact 組態(tài)界面里手動(dòng)輸入 PID 參數(shù)，為什么重新下載后新的參數(shù)不起作用？

激活“手動(dòng)輸入”后可以在此對(duì)話框中修改 PID 參數(shù)，須重新下載 PID 組態(tài)。因?yàn)楣に噷?duì)象背景數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化，需要 CPU 從 STOP 到 RUN 后才生效。


圖4.PID 組態(tài)界面_啟動(dòng)手動(dòng)輸入 PID 參數(shù)

在 PID Compact 組態(tài)界面設(shè)置了 CPU 重啟后的工作模式，為什么重新啟動(dòng) PLC 后不起作用？


圖5.設(shè)置 CPU 重啟后激活的 PID 工作模式

組態(tài)界面設(shè)置的 CPU 重啟后激活的工作模式，屬于組態(tài)功能直接作用于工藝對(duì)象的背景數(shù)據(jù)塊。這要求 PID Compact 指令中的 Mode 參數(shù)不使用其他變量控制，如圖 6（右側(cè)）。


圖6.PID 指令中的 Mode 參數(shù)控制

當(dāng) CPU 從 STOP 到 RUN 后，系統(tǒng)根據(jù)組態(tài)界面的設(shè)置會(huì)自動(dòng)往工藝對(duì)象數(shù)據(jù)塊里的 Mode 參數(shù)賦值，使得 PID 控制器切換至設(shè)置的重啟模式。

已經(jīng)在循環(huán)中斷 OB30 中調(diào)用 PID Compact，為什么運(yùn)行時(shí) PID 控制器報(bào)錯(cuò) “16#0800H” ？（循環(huán)中斷 OB 的采樣時(shí)間內(nèi)沒有調(diào)用 PID_Compact）

在循環(huán)中斷里調(diào)用 PID Compact 的 EN 參數(shù)中使用控制變量，若當(dāng) PID 控制器已經(jīng)在自動(dòng)運(yùn)行模式后，禁用 EN 處控制變量，則會(huì)報(bào)錯(cuò)“16#0800H” ：循環(huán)中斷 OB 的采樣時(shí)間內(nèi)沒有調(diào)用 PID_Compact。

在循環(huán)中斷里恒調(diào)用 PID 指令，EN 參數(shù)不允許串接任何條件。通過程序來控制參數(shù)，從而改變 PID 的運(yùn)行模式：
1. PID Compact V1 時(shí)，使用 PID 工藝對(duì)象背景 DB 中，sRet 里的 i_Mode 參數(shù)來控制 PID 的工作模式。
2. PID Compact V2 時(shí)，使用其 Mode 和 ModeActive 來控制 PID 的工作模式（如 Mode=0，PID 未激活）。

如何修改 PID Compact 的 Output 值的限值范圍？ManualValue 的范圍是多少？

1. 在“輸出值的限值”窗口中，以百分比形式組態(tài)輸出值的限值。 無論是在手動(dòng)模式還是自動(dòng)模式下，PID 的輸出 Output 都不允許**過限值范圍。
2. 手動(dòng)模式下的設(shè)定值 ManualValue，必須介于輸出值的下限 （Config.OutputLowerLimit 默認(rèn)值 0.0） 與輸出值的上限 （ Config.OutputUpperLimit 默認(rèn)值 100.0）之間的值。
3. ”錯(cuò)誤未決時(shí)的輸出替代值“也須在設(shè)置限值的范圍內(nèi)。如果修改了輸出值的限值范圍，未修改錯(cuò)誤響應(yīng)里的輸出替代值，若替代值在限值范圍外，則組態(tài)錯(cuò)誤。


圖7.PID Compact 輸出值限值設(shè)置

如何通過第三方設(shè)備，實(shí)現(xiàn) PID 的預(yù)調(diào)節(jié)/精確調(diào)節(jié)功能？

圖8.第三方設(shè)備上啟動(dòng) PID 調(diào)節(jié)模式且可恢復(fù)參數(shù)

1.在第三方設(shè)備上設(shè)置 Mode 和 ModeActive，State，ErrorBits 、LoadBackUp等變量（**地址）訪問 PID 背景 DB 塊變量。請(qǐng)參見”工藝對(duì)象背景數(shù)據(jù)塊的應(yīng)用“
2.通過控制模式=1、2 來啟動(dòng)預(yù)調(diào)節(jié)或精確調(diào)節(jié)，沿指令觸發(fā) ModeActive，PID 控制器進(jìn)入調(diào)節(jié)模式。
3.可以查看輸出參數(shù) State 來判斷 PID 控制器的當(dāng)前工作狀態(tài)。調(diào)節(jié)成功后，控制器將切換到自動(dòng)模式。如果精確調(diào)節(jié)未成功，則工作模式的切換取決于 ActivateRecoverMode。


4.PID 調(diào)節(jié)成功后自動(dòng)將調(diào)節(jié)前的參數(shù)備份至 “CtrlParamsBackUp”，調(diào)節(jié)出的參數(shù)較新至“CtrlParams”。如果需要恢復(fù)整定前的參數(shù)，將 “LoadBackUp”=1,參數(shù)恢復(fù)后該參數(shù)自動(dòng)變回 0。





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