果想在S7CPU中使用大量的PID控制器

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1、果想在S7CPU屮使用大量的PID控制器，则需要评估控制器的采样间隔和功能块的运行。控制器功能块在时间中断0B（通常为OB35）中被调用3次。由此实现等距的采样时间或控制周期（例如5ms.20ms.100ms）。根据合理的控制器数量，在一个OB调用中编辑多个控制器，以获取较短的采样间隔。在一个OB调用屮编辑的控制器数量越多，对OB1的二次影响（周期负载）越大。除了调用次数Z外，还必须考虑FB的运行时间（对OB1的二次影响）。举例假设：•功能块在一个循环周期的运行时间为5mso•OB1的运行时间（不考虑屮断）为30mso•两个控制循环在OB35

2、屮连续运行。•OB35的时间屮断循环周期为20msoOB1每隔20ms被OB35中断10ms,即OB1循环每20ms被延长10ms。OB1循环周期持续40ms或50ms,如下图所示。0635CyclesOB1Cycles图01调节选项包如标准PID控制提供了一个调用分配益，调用分配益提供了一个便捷的途径来确定在循环时间中断0B3x中的调用顺序和频率。对于集成控制器，这些由用户来决定。下表列出了在不同的S7CPU中控制循环块的典型运行时间:功能块CPUCPUCPUCPU315-2AF03-0AB0,315-2AG10-0AB0,317-6CF0

3、0-0AB0,416-2XK02-0AB0,FWV1.2FWV2.0.0FWV1.0FWV3.1FB412ms11ms10.2ms10.1ms1CONT.CPIDControlFB422ms11ms10.2ms10.1ms1CONT_SPIDControlFB430.5ms10.2ms10.05ms10.02ms1PULSEGENPIDControlFB584ms11.5ms10.3ms10.15ms1TCONT.CP(withoutcontrolleroptimization)PIDControlFB58TCONT_CP(withcontr

4、olleroptimization)PIDControl5ms12ms10.4ms10.2ms1FB59TCONT_SPIDControl3ms11ms10.2ms10.1ms1FB1PID_CPStandardPIDControl5ms12ms10.4ms10.2ms1FB2PID.ESStandardPIDControl6ms12ms10.4ms10.2ms11典型条件下的取整値（非最坏情况）。下面是一个计算采样间隔的例子:•功能块的运行时间协控制器数n举例•S7-CPU315（6ES7315-2AG10-0AB0）和FB58TCONT_

5、CP（带控制器优化）结果为：2ms*控制器数目假设在S7CPU315（6ES7315-2AG10-0AB0）中运行50个PID控制器。如果OB3x循环周期为2ms冃一每个OB3x循环周期处理一个控制器，那控制器的采样时间为100ms。如果每个OB3x循环周期处理两个控制器，贝IJ控制器的采样时间减半为50ms（OB1负载加重）.注意循环采样时间不仅影响CPU的运行负载，而且影响PID控制器的效果。控制器对两次采样间隔Z间的输入变化不响应，控制器的输出保持不变。另外，必须考虑过程的控制路径。位置控制和压力控制通常需要一个比温度控制（典型值100

6、ms・10000ms）更短的采样时间（典型值1ms-100ms）,因为每一个控制路径冇一个不同的时间特性。因此，最小的循环采样时间间隔必须小于特定CPU的控制程序运行时间，而R最大的循环采样时间间隔为工艺动态中定义的允许的上限值。说明：您可以通过手动优化参数提高控制器的控制质量。然而，这无法代替通过数学计算确定控制参数（增益，积分时间和微分时间），使用整定工具如PID自整定器（MLFB:6ES7860-4AA01-0YX0）,或使用默认的控制参数设定。在实际应用中为了确定软控制器的控制参数，必须确认已经正确设置的采样时间（例如周期）。如果有条

7、件的调用控制块（无调用分配器），通常可以通过获取循环中断的时基来设置采样时间。如果使用了调用分配器或时钟分配，就必须考虑该问题。另外，还必须考虑过程的控制曲线。相对于温度控制的采样时间（典型值100ms-10000ms）,位置控制和压力控制通常要求非常短的采样时间（典型值1ms-100ms）,这是由于每种控制曲线都有不同的时间响应行为。采样时间还会影响控制质量和CPU的处理能力，这是由于循环中断会以固定的时间间隔在任意的点上中断程序循环。以下示意图是温度控制曲线，显示了设定值阶越变化时不同的阶越响应，使用了PID控制器。需要重点注意的是，在记

8、录阶越响应曲线前，首先要到达工作状态。aduL：ilv}liJLe2setpoint图01上图显示了在不同的控制器参数设定下，不同的实际值曲线。•实际值仁实际值非常