08 西门子PID温度控制.docx
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08西门子PID温度控制
s
SIMATICPID温度控制
手册
2003年12月版
A5E00447393-02
连续温度控制器
FB58“TCONT_CP”2在FB58“TCONT_CP”中进行控制器整定
3
安全指南
本手册包括了保证人身安全与保护本产品及相连设备所应遵守的注意事项。
这些注意事项在手册中均以符号加以突出，并根据危险等级标识如下：
危险表示如果不采取适当的预防措施，将导致死亡、严重人身伤害或重大财产损失。
警告表示如果不采取适当的预防措施，可能导致死亡、严重人身伤害或重大财产损失。
当心表示如果不采取适当的预防措施，可能导致轻微的人身伤害。
当心
表示如果不采取适当的预防措施，可能造成财产损失。
注意
提醒您注意有关产品、产品使用的特别重要的信息，或文档的某些特定部分。
合格人员
只有合格人员才允许安装和操作该设备。
合格人员是指被授权按照既定安全惯例和标准，对线路、设备和系统进行调试、接地和标记的人员。
正确使用
请注意下列事项：
警告
本设备及其部件只能用于产品目录或技术说明书中所描述的范畴，并且只能与由西门子公司认可或推荐的第三方厂商提供的设备或部件一起使用。
只有正确地运输、保管、设置和安装本产品，并且按照建议的方式操作和维护，产品才能正常、安全地运行。
商标
SIMATIC®、SIMATICHMI®和SIMATICNET®是SIEMENSAG的注册商标。
本文档中的其它一些标志也是注册商标，如果任何第三方出于个人目的而使用，都会侵犯商标所有者的权利。
版权所有©SiemensAG2001-2003保留所有权利
未经明确的书面许可，不得复制、传播或使用本手册或所含内容。
违
者应对造成的损失承担责任。
保留所有权利，包括实用模型或设计的
专利许可权及注册权。
免责声明我们已检查过本手册中的内容与所描述的硬件和软件相符。
由于差错在所难免，我们不能保证完全一致。
我们会定期审查本手册中的内容，并在后续版本中进行必要的更正。
欢迎提出改进意见。
©SiemensAG2001-2003
技术参数如有改动，恕不另行通知。
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A5E00447393-02
前言
手册目的
当使用标准库>PID控制中的温度控制器块时，本手册可为您提供支持。
本手册将帮助您熟悉控制器功能块的功能，特别是控制器的整定和用户界面的使用，用户可在该用户界面中设置功能块的参数。
功能块和用户界面都有在线帮助，可在设置功能块参数时，为您提供支持。
本手册是针对可编程控制器的编程、组态、调试和维修人员编写的。
我们建议您多花一点时间学习第6章中的“温度控制器实例”。
这些实例将帮助您快速、清楚地理解温度控制器的应用。
基本知识要求
为理解本手册，用户应熟知自动化工程技术，并了解闭环控制的基本原理。
还应能熟练使用装有Windows95/98/NT/2000或Me操作系统的计算机或类似工具（例如，编程设备）。
由于PID温度控制是与STEP7基本软件配合使用的，用户还应熟悉基本软件的使用方法，如“使用STEP7V5.1编程”手册所述。
手册范围
本手册适用于STEP7编程软件V5.1版本，ServicePack3和更高版本中的标准库>PID控制中的温度控制器。
PID温度控制
A5E00447393-02iii
前言
STEP7文档数据包
本手册是STEP7基本信息文档数据包的一部分。
手册
STEP7基本信息，包括
•使用STEP7V5.1使用入
门
•使用STEP7V5.1编程
•组态硬件和通讯连接，
STEP7V5.1
•从S5到S7，变频器手册
STEP7参考，包括提供了参考信息，并描述编程语6ES7810-4CA05-8BR0•用于S7-300/400的梯形图言LAD、FBD和STL、标准和
（LAD）/功能块图（FBD）/系统功能，扩充了STEP7基本
信息的范围。
语句表（STL）手册目的订货号供技术人员参考的基本信息，描6ES7810-4CA05-8BA0述了通过STEP7和S7-300/400实现控制任务的方法。
•用于S7-300/400的
标准和系统功能
电子手册
•PID温度控制本手册描述了标准库>PID控制STEP7软件包的一部分中的温度控制器。
在线帮助系统
关于STEP7的帮助信息目的以在线帮助的形式，提供使用
STEP7编程和组态硬件的基本
信息。
订货号STEP7软件包的一部分
参考帮助系统，用于
•LAD/FBD/STL
•SFB/SFC
•组织块
•PID温度控制上下文相关的参考信息7软件包的一部分
SIMATICS7中的更多闭环控制产品
•SIMATICS7用户手册：
标准PID控制、模块化PID控制、
PID自整定器、FM355/455PID控制
•JürgenMüller，“RegelnmitSIMATIC-PraxisbuchfürRegelungenmit
SIMATICS7undPCS7”（“用SIMATIC控制–用SIMATICS7和PCS7控制的实践手册”），由MCIPublicis出版社出版发行
ISBN3-89578-147-9（仅提供德语版本）
ivPID温度控制A5E00447393-02
前言更多技术支持
如果有任何技术问题，请联系西门子代表或代理商。
您可以在下列网页中查找联系人：
培训中心
西门子提供了很多培训教程，帮助您熟悉SIMATICS7自动化系统。
详细信息请联
系当地的培训中心，或位于德国纽伦堡（D90327）的培训总部：
电话：
+49（911）895-3200.
网址：
Internet上的SIMATIC文档
可以在Internet上免费获得文档：
在该网站上，可使用“知识管理器”快速地找到您所需要的文档。
如果您对文档有
任何疑问或建议，可进入Internet论坛上的“文档”会议室发表意见。
PID温度控制
A5E00447393-02v
前言
A&D技术支持
遍布世界各处，24小时服务：
纽伦堡
约翰逊城
北京
全球（纽伦堡）技术支持
每年365天，每天24小时
电话：
+49（180）5050-222传真：
+49（180）5050-223电子邮件：
adsupport@
格林威治标准时间（GMT）：
+1:
00
欧洲/非洲（纽伦堡）许可证
当地时间：
星期一到星期五，上午8:
00到下午5:
00电话：
传真：
+49（180）5050222+49（180）5050223
美国（约翰逊城）技术支持和授权中心
当地时间：
星期一到星期五，
上午8:
00到下午5:
00电话：
传真：
+1（423）2622522+1（423）2622289
亚洲/澳洲（北京）技术支持和授权中心
当地时间：
星期一到星期五，
上午8:
00到下午5:
00电话：
传真：
+861064757575+861064747474
电子邮件：
adsupport@
格林威治
标准时间
（GMT）：
+1:
00
电子邮件：
simatic.hotline@电子邮件：
adsupport.asia@
格林威治标准时间
（GMT）：
-5:
00
格林威治标准时间
（GMT）：
+8:
00
SIMATIC热线和授权热线的语言通常是德语和英语。
vi
PID温度控制A5E00447393-02
互联网服务与支持
除文档以外，还在英特网上在线提供了专业技术信息，网址如下：
可在其中查找下列内容：
•公司简讯，不断提供产品的最新信息。
•相应文档资料，可通过“服务和支持”中的搜索功能查找。
•论坛，世界各地的用户和专家可以在此交流经验。
•当地自动化和驱动办事处。
•在“服务”页面下提供了关于现场服务、维修、备件等信息。
PID温度控制
A5E00447393-02前言vii
前言
viiiPID温度控制A5E00447393-02
1引言1.1
1.2
2
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.2
2.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.43
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.134
4.1
4.1.1
4.1.2
4.2
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.351-1FB58“TCONT_CP”.....................................................................................1-3FB59“TCONT_S”.........................................................................................1-4控制器部分........................................................................................................2-1形成偏差信号....................................................................................................2-1PID算法............................................................................................................2-4计算可调节变量.................................................................................................2-6保存和重新装载控制器参数..............................................................................2-9脉冲发生器PULSEGEN（PULSE_ON）..........................................................2-11方框图.............................................................................................................2-13在用户程序中包含功能块................................................................................2-14调用控制器块..................................................................................................2-14无脉冲发生器的调用（连续控制器）...................................................................2-15具有脉冲发生器的调用（脉冲控制器）...............................................................2-15初始化.............................................................................................................2-18引言...................................................................................................................3-1过程类型...........................................................................................................3-2应用领域...........................................................................................................3-3控制器整定的阶段.............................................................................................3-4准备工作...........................................................................................................3-6启动整定（阶段1->2）.......................................................................................3-8搜索拐点（阶段2）和计算控制参数（阶段3、4、5）............................................3-10检查过程类型（阶段7）......................................................................................3-10整定结果.........................................................................................................3-11整定被操作员停止...........................................................................................3-11出错状况和纠正方法.......................................................................................3-12控制模式中的手动微调....................................................................................3-16控制通道的并行整定.......................................................................................3-19控制器部分........................................................................................................4-1形成偏差信号....................................................................................................4-1PI步进控制器算法............................................................................................4-4方框图...............................................................................................................4-5在用户程序中包含功能块..................................................................................4-6调用控制器块....................................................................................................4-6采样时间...........................................................................................................4-7初始化...............................................................................................................4-75-1连续温度控制器FB58“TCONT_CP”2-1在FB58“TCONT_CP”中执行控制器整定3-1步进温度控制器FB59“TCONT_S”4-1使用入门PID温度控制A5E00447393-02ix
6温度控制器实例6-1
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5引言...................................................................................................................6-1使用FB58“TCONT_CP”（脉冲控制）的实例..................................................6-2具有短脉冲发生器采样时间的FB58“TCONT_CP”的实例...........................6-6使用FB58“TCONT_CP”（连续控制）的实例..................................................6-7使用FB59“TCONT_S”（步进控制器）的实例...............................................6-11
A-1
技术规范...........................................................................................................A-1
执行时间...........................................................................................................A-1
DB分配.............................................................................................................A-2
FB58“TCONT_CP”的背景数据块................................................................A-2
FB59“TCONT_S”的背景数据块................................................................A-13
整定期间可能出现的消息列表.........................................................................A-17A附录A.1A.2A.3A.3.1A.3.2A.4
B
索引
缩写和缩略语B-1
xPID温度控制A5E00447393-02
1引言
“PID温度控制”的产品结构
在安装了STEP7之后，STEP7PID温度控制的各个组成部分就存在于下列文件夹中：
•
•
•
•SIEMENS\STEP7\S7LIBS\：
FBSIEMENS\STEP7\S7WRT\：
参数分配用户界面、自述文件、在线帮助SIEMENS\STEP7\EXAMPLES\：
实例程序SIEMENS\STEP7\MANUAL\：
手册
PID温度控制
A5E00447393-021-1
引言
功能块
“标准库PID控制”包含了两个温度控制器：
1.FB58“TCONT_CP”：
用于具有连续或脉冲输入信号的执行器的温度控制器。
这个控制器块还包含了PI/PID参数的自整定功能。
2.FB59“TCONT_S”：
用于具有集成组件（例如定位电机）的执行器的步进温度控制器。
控制块是纯软件控制器，在其中，一个块就包含了控制器的全部功能。
周期计算所需的数据存储在相应的背景数据块中。
参数分配用户界面
使用参数分配用户界面为控制器设置参数，并对控制器进行整定。
参数设置存储在相关背景数据块中。
可以通过双击相关背景数据块启动参数分配用户界面。
在线帮助
您可以在在线帮助系统中查找到关于参数分配用户界面和功能块的描述。
打开自述文件
自述文件包含了关于您接收到的软件的最新信息。
可以在Windows开始菜单中找到这个文件。
1-2PID温度控制A5E00447393-02
引言
1.1FB58“TCONT_CP”
FB58“TCONT_CP”用于使用连续或脉冲控制信号来控制温度过程。
您可以设置
参数，启用或禁止PID控制器的子功能，以便使其和要控制的过程相适应。
使用参
数分配工具，可以很简单地进行这些设置。
在SIMATIC管理器内，可以双击一个项
目内的背景数据块来启动参数分配过程。
可以按照下列步骤打开电子手册：
开始>Simatic>文档>英文>PID温度控制。
应用
模块功能以PID控制算法为基础，带有用于温度过程的附加功能。
控制器提供了模
拟量调节值和脉宽调制驱动信号。
控制器将信号输出到一个执行器；换句话说，通
过一个控制器，可以加热，也可以冷却，但是不能同时加热和冷却。
在加热或冷却过程中使用控制器
FBTCONT_CP可以仅用于加热，也可以仅用于冷却。
如果将块用于冷却，必须为
GAIN分配一个负数
升级会员 