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PID_3Step 使用-指令

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  • S7-1500
  • PID
  • PID 3STEP
发布时间:2024年01月19日
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本章节介绍了 PID_3Step指令,两种视图,输入参数,输出参数以及错误代码。

S7-1200 PID_3Step V2 指令介绍

PID_3Step 与 PID_Compact 的指令参数类似也分为以下主要两部分:输入参数与输出参数。其指令块的视图也包含集成视图与扩展视图,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_3Step V2 指令块的集成视图和扩展视图

PID_3Step V2 输入输出参数介绍

PID_3Step 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 PID_3Step V2 的输入参数

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 控制器的过程值(工程量)
Input_PER
INT
PID 控制器的过程值(模拟量)
Actuator_H
BOOL
执行器上限位
Actuator_L
BOOL
执行器下限位
Feedback
REAL
执行器位置反馈(工程量)
Feedback_PER
INT
执行器位置反馈 (模拟量)
Disturbance
REAL
扰动变量或预控制值
ManualEnable
BOOL
为TRUE时,切换到手动模式;
由TRUE变为FALSE时,将切换到保存在 Mode 参数中的工作模式。
ManualValue
REAL
手动模式下的 PID 输出值(调节类执行器)
Manual_UP
BOOL
执行器打开(开关类执行器)
Manual_DN
BOOL
执行器关闭(开关类执行器)
ErrorAck
BOOL
ErrorAck由FALSE 变为TRUE 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,PID输出、积分作用清零、不论错误是否离开都会清除错误。
ModeActivate
BOOL
由FALSE 变为TRUE 时,PID_3Step 将切换到保存在将切换到保存在 Mode 参数中的工作模式。

PID_3Step V2 的输出参数包括 PID 的输出值(数字量、模拟量),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 PID_3Step V2 的输出参数

参数
数据类型
说明
ScaledInput
REAL
标定后的过程值
ScaledFeedback
REAL
标定后的位置反馈
Output_UP
BOOL
执行器打开数字量输出(开关类执行器)
Output_DN
BOOL
执行器关闭数字量输出(开关类执行器)
Output_PER
INT
PID 控制器的模拟量输出值(调节类执行器)
SetpointLimit_H
BOOL
为TRUE时设定值达到上限
Setpoint≥Config.SetpointUpperLimit
SetpointLimit_L
BOOL
为TRUE时设定值达到下限
Setpoint≤Config.SetpointLowerLimit
InputWarning_H
BOOL
为TRUE时过程值已达到或超出警告上限
InputWarning_L
BOOL
为TRUE时过程值已达到或超出警告下限
State
INT
PID 控制器的当前工作模式:
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:逼近替代输出值
State= 6:转换时间测量
State= 7:错误监视
State= 8:在监视错误的同时逼近替代输出值
State= 10:无停止位信号的手动模式
Error
BOOL
为TRUE时,表示此周期内至少有一条错误消息处于未决状态。
ErrorBits
DWORD
输出错误代码

PID_3Step V2 的输入输出参数 Mode 指定了 PID_3Step 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
指定 PID_3Step将转换到的工作模式:
Mode= 0:未激活
Mode= 1:预调节
Mode= 2:精确调节
Mode= 3:自动模式
Mode= 4:手动模式
Mode= 6:转换时间测量
Mode= 10:无停止位信号的手动模式
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

『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。

若 RunModeByStartup = TRUE,则 CPU 启动后以保存在 Mode 参数中的工作模式启动。若 RunModeByStartup = FALSE,则CPU 启动后仍保持“未激活”模式下。 RunModeByStartup为PID_3Step 背景 DB 块内静态变量,默认值为TRUE,变量在 DB 块内具体位置,如图2 所示。

图2 PID_3Step V2 背景 DB 块参数

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 参数ErrorBits V2

ErrorBits
(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。Input > Config.InputUpperLimit 或 Input < Config.InputLowerLimit
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。
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。未正确组态输出值限制或实际值未按预期响应。
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:未在周期中断 OB 的采样时间内调用 PID_3Step。
1000
参数“Setpoint”的值无效:值的数字格式无效。
2000
Feedback_PER 参数的值无效。
4000
Feedback 参数的值无效。值的数字格式无效。
8000
数字位置反馈出现错误。Actuator_H = TRUE 和 Actuator_L = TRUE。
10000
ManualValue 参数的值无效。值的数字格式无效。
20000
变量 SavePosition 的值无效。值的数字格式无效。
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。

如果存在位置反馈,则 PID_3Step 使用 ManualValue 作为手动模式下的输出值。Errorbits = 10000h 除外。


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