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PID_Compact 使用-指令

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  • S7-1500
  • PID
  • PID compact
发布时间:2024年01月19日
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本章节介绍了 PID_Compact指令,两种视图,输入参数,输出参数以及错误代码。

S7-1200 PID Compact V2 指令介绍

PID 指令块的参数分为两部分,输入参数与输出参数。其指令块的视图分为扩展视图与集成视图,在不同的视图下所能看见的参数是不一样的,在集成视图中可看到的参数为最基本的默认参数,如给定值,反馈值,输出值等。定义这些参数可实现控制器最基本的控制功能,而在扩展视图中,可看到更多的相关参数,如手自动切换,模式切换等,使用这些参数可使控制器具有更丰富的功能。如图 1 所示:

图1、PID 指令块的集成视图和扩展视图

PID Compact 输入输出参数介绍

PID_Compact V2 的输入参数包括 PID 的设定值,过程值,手自动切换,故障确认,模式切换和 PID 重启参数,如表 1 所示:

表1.输入参数

参数
数据类型
说明
Setpoint
REAL
PID 控制器在自动模式下的设定值
Input
REAL
PID 控制器的反馈值(工程量)
Input_PER
INT
PID 控制器的反馈值(模拟量)
Disturbance
REAL
扰动变量或预控制值。
ManualEnable
BOOL
出现 FALSE -> TRUE 上升沿时会激活“手动模式”,与当前 Mode 的数值无关。
当 ManualEnable = TRUE,无法通过 ModeActivate 的上升沿或使用调试对话框来更改工作模式。
出现 TRUE -> FALSE 下降沿时会激活由 Mode 指定的工作模式。
ManualValue
REAL
用作手动模式下的 PID 输出值,须满足 Config.OutputLowerLimit < ManualValue < Config.OutputUpperLimit 。
ErrorAck
BOOL
FALSE -> TRUE 上升沿时,错误确认,清除已经离开的错误信息。
Reset
BOOL
重新启动控制器:
FALSE -> TRUE 上升沿, 切换到“未激活”模式,同时复位 ErrorBits 和 Warnings,清除积分作用(保留 PID 参数) 。
只要 Reset = TRUE,PID_Compact 便会保持在“未激活”模式下 (State = 0)。
TRUE -> FALSE 下降沿,PID_Compact 将切换到保存在 Mode 参数中的工作模式。
ModeActivate
BOOL
FALSE -> TRUE 上升沿,PID_Compact 将切换到保存在 Mode 参数中的工作模式。

注意:如果使用 Reset 复位错误会重启 PID 控制器,建议使用 ErrorAck 来复位错误代码。

PID_Compact V2 的输出参数包括 PID 的输出值(REAL、模拟量、PWM),标定的过程值,限位报警(设定值、过程值),PID 的当前工作模式,错误状态及错误代码,如表 2 所示:

表2.输出参数

参数
数据类型
说明
ScaledInput
REAL
标定的过程值
Output
REAL
PID 的输出值 (REAL 形式)
Output_PER
INT
PID 的输出值(模拟量)
Output_PWM
BOOL
PID 的输出值(脉宽调制)
SetpointLimit_H
BOOL
如果 SetpointLimit_H = TRUE,则说明达到了设定值的绝对上限 (Setpoint ≥ Config.SetpointUpperLimit)。
SetpointLimit_L
BOOL
如果 SetpointLimit_L = TRUE,则说明已达到设定值的绝对下限 (Setpoint ≤ Config.SetpointLowerLimit)。
InputWarning_H
BOOL
如果 InputWarning_H = TRUE,则说明过程值已达到或超出警告上限。
InputWarning_L
BOOL
如果 InputWarning_L = TRUE,则说明过程值已达到或低于警告下限。
State
INT
State 参数显示了 PID 控制器的当前工作模式。 可使用输入参数 Mode 和 ModeActivate 处的上升沿更改工作模式:
State = 0:未激活
State = 1:预调节
State = 2:精确调节
State = 3:自动模式
State = 4:手动模式
State = 5:带错误监视的替代输出值
Error
BOOL
如果 Error = TRUE,则此周期内至少有一条错误消息处于未决状态。
ErrorBits
DWORD
ErrorBits 参数显示了处于未决状态的错误消息。通过 Reset 或 ErrorAck 的上升沿来保持并复位 ErrorBits。

注意:

1.若 PID 控制器未正常工作,请先检查 PID 的输出状态 State 来判断 PID 的当前工作模式,并检查错误信息。

2.当错误出现时 Error=1,错误离开后 Error=0,ErrorBits 会保留错误信息。可通过编程清除错误离开后 ErrorBits 保留的错误信息。

PID_Compact V2 的输入输出参数 Mode 指定了 PID_Compact 将转换到的工作模式,具有断电保持特性,由沿激活切换工作模式,如表 3 所示:

表3.输入输出参数

参数
数据类型
说明
Mode
INT
在 Mode 上,指定 PID_Compact 将转换到的工作模式:
State = 0:未激活
State = 1:预调节
State = 2:精确调节
State = 3:自动模式
State = 4:手动模式
工作模式由以下沿激活:
ModeActivate 的上升沿
Reset 的下降沿
ManualEnable 的下降沿
如果 RunModeByStartup = TRUE,则冷启动 CPU

注意:当 ManualEnable = TRUE,无法通过 ModeActivate 的上升沿或使用调试对话框来更改工作模式。

当PID出现错误时,通过捕捉 Error 的上升沿,将 ErrorBits 传送至全局地址,从而获得 PID 的错误信息,如表 4 所示。

表4.错误代码定义

错误代码
(DW#16#----)

说明
0000
没有任何错误
0001
参数 “Input” 超出了过程值限值的范围,正常范围应为 Config.InputLowerLimit < Input < Config.InputUpperLimit 。
0002
参数 “Input_PER” 的值无效。 请检查模拟量输入是否有处于未决状态的错误。
0004
精确调节期间出错。 过程值无法保持振荡状态。
0008
预调节启动时出错。 过程值过于接近设定值。 启动精确调节。
0010
调节期间设定值发生更改。可在 CancelTuningLevel 变量中设置允许的设定值波动。
0020
精确调节期间不允许预调节。
0080
预调节期间出错。 输出值限值的组态不正确,请检查输出值的限值是否已正确组态及其是否匹配控制逻辑。
0100
精确调节期间的错误导致生成无效参数。
0200
参数 “Input” 的值无效: 值的数字格式无效。
0400
输出值计算失败。 请检查 PID 参数。
0800
采样时间错误: 循环中断 OB 的采样时间内没有调用 PID_Compact。
1000
参数 “Setpoint” 的值无效,值的数字格式无效。
10000
ManualValue 参数的值无效,值的数字格式无效。
20000
变量 SubstituteOutput 的值无效,值的数字格式无效。这时,PID_Compact 使用输出值下限作为输出值。
40000
Disturbance 参数的值无效,值的数字格式无效。

注意:如果多个错误同时处于待决状态,将通过二进制加法显示 ErrorBits 的值。 例如,显示 ErrorBits = 0003h 表示错误 0001h 和 0002h 同时处于待决状态。

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