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1、S7－1500R／H　冗余系统介绍

在　S7－1500R／H　冗余系统中，CPU　是双CPU。两个CPU会并行处理相同的项目数据和相同的用户程序，如果一个　CPU　出现故障，另一个　CPU　会接替它对过程进行控制。

S7－1500R／H　冗余系统提供了两种类型的　CPU，是S7－1500R　CPU　和　S7－1500H　CPU。各种控制规律的控制特点简单归纳一下：

　（1）比例控制规律P：采用P控制规律能较快地克服扰动的影响，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在一个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现。它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。如：金彪公用工程部下设的水泵房冷、热水池水位控制；油泵房中间油罐油位控制等。

（2）比例积分控制规律（PI）：在工程中比例积分控制规律是应用＊＊＊广泛的一种控制规律。积分能在比例的基础上消除余差，它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差的场合。如：在主线窑头重油换向室中F1401到F1419号枪的重油流量控制系统；油泵房供油管流量控制系统；退火窑各区温度调节系统等。

　（3）比例微分控制规律（PD）：微分具有超前作用，对于具有容量滞后的控制通道，引入微分参与控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果。因此，对于控制通道的时间常数或容量滞后较大的场合，为了提高系统的稳定性，减小动态偏差等可选用比例微分控制规律。如：加热型温度控制、成分控制。需要说明一点，对于那些纯滞后较大的区域里，微分项是无能为力，而在测量信号有噪声或周期性振动的系统，则也不宜采用微分控制。如：大窑玻璃液位的控制。西门子触摸屏北京经销商

　（4）例积分微分控制规律（PID）：PID控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系统的稳定性。它适用于控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合。如温度控制、成分控制等。

　鉴于D规律的作用，我们还必须了解时间滞后的概念，时间滞后包括容量滞后与纯滞后。其中容量滞后通常又包括：测量滞后和传送滞后。测量滞后是检测元件在检测时需要建立一种平衡，如热电偶、热电阻、压力等响应较慢产生的一种滞后。而传送滞后则是在传感器、变送器、执行机构等设备产生的一种控制滞后。纯滞后是相对于测量滞后的，在工业上，大多的纯滞后是由于物料传输所致，如：大窑玻璃液位，在投料机动作到核子液位仪检测需要很长的一段时间。西门子触摸屏北京经销商

　控制规律的选用要根据过程特性和工艺要求来选取，绝不是说PID控制规律在任何情况下都具有较好的控制性能，参数的自整定

在某些应用场合，比如通用仪表行业，系统的工作对象是不确定的，不同的对象就得采用不同的参数值，没法为用户设定参数，就引入参数自整定的概念。实质就是在首次使用时，通过N次测量为新的工作对象寻找一套参数，并记忆下来作为以后工作的依据。具体的整定方法有三种：临界比例度法、衰减曲线法、经验法。西门子触摸屏北京经销商

　1、临界比例度法（Ziegler－Nichols）

　1．1　在纯比例作用下，逐渐增加增益至产生等副震荡，根据临界增益和临界周期参数得出PID控制器参数，步骤如下：

（1）将纯比例控制器接入到闭环控制系统中（设置控制器参数积分时间常数Ti　＝∞，实际微分时间常数Td　＝0）。

（2）控制器比例增益K设置为＊＊＊小，加入阶跃扰动（一般是改变控制器的给定值），观察被调量的阶跃响应曲线。

（3）由小到大改变比例增益K，直到闭环系统出现振荡。

（4）系统出现持续等幅振荡时，此时的增益为临界增益（Ku），振荡周期（波峰间的时间）为临界周期（Tu）。

（5）　由表1得出PID控制器参数。

1．2　　采用临界比例度法整定时应注意以下几点：

　（1）在采用这种方法获取等幅振荡曲线时，应使控制系统工作在线性区，不要使控制阀出现开、关的＊＊状态，否则得到的持续振荡曲线可能是“极限循环”，从线性系统概念上说系统早已处于发散振荡了。

　（2）由于被控对象特性的不同，按上表求得的控制器参数不一定都能获得满意的结果。对于无自平衡特性的对象，用临界比例度法求得的控制器参数往住使系统响应的衰减率偏大（ψ＞0．75　）。而对于有自平衡特性的高阶等容对象，用此法整定控制器参数时系统响应衰减率大多偏小（ψ＜0．75　）。为此，上述求得的控制器参数，应针对具体系统在实际运行过程中进行在线校正。

（3）　临界比例度法适用于临界振幅不大、振荡周期较长的过程控制系统，但有些系统从安全性考虑不允许进行稳定边界试验，如锅炉汽包水位控制系统。还有某些时间常数较大的单容对象，用纯比例控制时系统始终是稳定的，对于这些系统也是无法用临界比例度法来进行参数整定的。西门子触摸屏北京经销商

（4）只适用于二阶以上的高阶对象，或一阶加纯滞后的对象，否则，在纯比例控制情况下，系统不会出现等幅振荡。

　1．3　　若求出被控对象的静态放大倍数KP＝△y／△u　，则增益乘积KpKu可视为系统的＊＊＊大开环增益。通常认为Ziegler－Nichols闭环试验整定法的适用范围为：

（1）　当KpKu　＞　20时，应采用更为复杂的控制算法，以求较好的调节效果。

　（2）当KpKu　＜　2时，应使用一些能补偿传输迟延的控制策略。西门子触摸屏北京经销商

　（3）当1．5＜kpku＜　2时，在对控制精度要求不高的场合仍可使用pid控制器，但需要对表1进行修正。在这种情况下，建议采用smith预估控制和imc控制策略。＜＝＂＂　span＝＂＂＞

（4）当KpKu＜　1．5时，在对控制精度要求不高的场合仍可使用PI控制器，在这种情况下，微分作用意义不大。