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更新时间:2023-10-26 04:00:00
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  2012年,西门子推出了的SIMATIC S7-1500系列PLC,其优异的性能让初次使用的工程人员爱不释手。那么,相对于西门子传统的SIMATIC S7-300/400系列PLC,S7-1500系列PLC都有哪些优势呢?以下是plc技术工程师给大家带来的简单介绍。

  
  首先,它的外观设计更人性化,选用时更容易被工程现场人员所接受。S7-1500模块大小比S7-300稍大,机架类似于S7-300,前连接器安装时具有接线位置,并提供专门的电源元件和屏蔽支架及线卡,使接线更方便,可靠性更高;尤其让工程人员心动的是CPU上配置有LED显示屏,可方便显示CPU状态和故障信息等。


   其次,从硬件方面来说,S7-1500PLC的处理速度更快,联网能力更强,诊断能力和安全性更高,不仅可节省成本,提高生产效率,而且安全可靠,维护简单方便,真正成为工厂客户和现场维护人员的*控制器。例如,相对于S7-300/400,S7-1500 PLC采用新型的背板总线技术,采用高波特率和高传输协议,使其信号处理速度更快;S7-1500所有CPU集成1-3个PROFINET接口,可实现低成本快速组态现场级通信和公司网络通信,而S7-300/400PLC只有个别型号CPU才集成有PROFINET接口;S7-1500 PLC的模块集成有诊断功能,诊断级别为通道级,无需进行额外编程,当发生故障时,可快速准确地识别受影响的通道,减少停机时间,这是S7-300/400PLC所*的。


  S7-1500PLC的组态和编程效率更高,信息采集和查看更方便,这也是工程设计人员的福音。由于S7-1500PLC是无缝集成到TIA博途软件中,无论是硬件组态、网络连接和上位组态,还是软件编程,其操作均简单快捷。


   而S7-300/400PLC组态编程软件为经典STEP7,上位组态软件为WinCC,相对于TIA博途软件,某些操作显得繁琐(例如对于各个程序块需要每个单独存盘,当有语法错误时,则无法执行保存操作)。对于S7-1500,可通过Internet浏览器、内置CPU显示屏、TIA博途和HMI设备随时查看CPU状态、过程变量和故障信息等,而对于S7-300/400 PLC,则没有CPU显示屏,信息采集和查看也没有S7-1500PLC方便。


   相对于S7-300/400PLC,S0PLC支持Pointer、Any和Variant三种类型指针,S7-300/400PLC只支持前两种。这些特点,均使S7-1500PLC的编程更加灵活。


   另外,S7-1500 PLC无需使用其它模块即可实现运动控制功能。通过PLCopen 技术,控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive 的各种驱动装置;此外,S7-1500 PLC还支持所有CPU 变量的TRACE 功能,提高了调试效率,优化了驱动和控制器的性能。


   S7-1500 PLC的功能不仅涵盖了绝大多数S7-300/400PLC,而且有过之而无不及,适用范围广泛,加之其具有上述的优点,使其在今后的发展中,必将广泛应用于各个工程领域之中。

PID控制不稳定怎么办?如何调试PID?

闭环系统的调试,首先应当做开环测试。所谓开环,就是在PID调节器不投入工作的时候,观察:

  • 反馈通道的信号是否稳定

  • 输出通道是否动作正常

可以试着给出一些比较保守的PID参数,比如放大倍数(增益)不要太大,可以小于1,积分时间不要太短,以免引起振荡。在这个基础上,可以直接投入运行观察反馈的波形变化。给出一个阶跃给定,观察系统的响应是的方法。

如果反馈达到给定值之后,历经多次振荡才能稳定或者根本不稳定,应该考虑是否增益过大、积分时间过短;如果反馈迟迟不能跟随给定,上升速度很慢,应该考虑是否增益过小、积分时间过长……

PID参数的调试是一个综合的、互相影响的过程,实际调试过程中的多次尝试是非常重要的步骤,也是必须的。7.png

5.PID自整定

S7-200 中使用的自整定算法是基于 K.J.?str?m 和 T. H?gglund 在 1984 年提出的延时反馈算法。经过这二十年,继电反馈算法已被应用于工业控制的各个领域。可以使用操作员面板中的用户程序或者 PID 整定控制面板来启动自整定功能。在同一时间,不仅仅只有一个 PID 回路可以进行自整定,如果需要的话,所有 8 个 PID 回路可以同时进行自整定。PID自整定算法向您推荐增益值、积分时间值和微分时间值。您也可以为您的调节回路选择快速响应、中速响应、慢速响应或者极慢速响应等调节类型。

5.1. PID自整定先决条件

启动自整定先决条件:

要进行自整定的回路必须处于自动模式

在开始PID自整定调整前,整个PID控制回路必须工作在相对稳定的状态(稳定的PID是指过程变量接近设定值,输出不会不规则的变化,且回路的输出值在控制范围中心附近变化。)

理想状态下,自整定启动时,回路输出值应该在控制范围中心附近。 自整定过程在回路的输出中加入一些小的阶跃变化,使得控制过程产生振荡。 如果回路输出接近其控制范围的任一限值,自整定过程引入的阶跃变化可能导致输出值超出小或大范围限值。 如果发生这种情况,可能会生成自整定错误条件,当然也会使推荐值并非化。

为什么启动自整定之前,需要PID控制回路工作在相对稳定状态?

启动自整定后,回路计算自滞后序列时,不能执行正常的 PID 计算,此时回路输出时一个定值,不会根据偏差变化。 因此,在启动自整定序列之前,控制过程应处于稳定状态。 这样可以得到更好的滞后值结果,同时也可以保证自滞后序列期间控制过程不会失控。


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