西门子CPU控制器模块ST40

西门子CPU控制器模块ST40

S7-1500R CPU 之间是通过集成的 PROFINET X1 接口进行同步的,两个 CPU 的 PROFINET 接口连接在 MRP 环网上。

S7-1500H CPU 有专门的两个同步模块和两根同步光纤,因此与 S7-1500R 相比性能得到显著提升,切换时间更短。除了同步的链路不同外,这两种 CPU 在同步的机制和原理上完全相同,没有区别。

具体的整定方法有三种:临界比例度法、衰减曲线法、经验法。

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。

(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。

 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。

(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。