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SIEMENS  西門子CPU模塊技術(shù)參數(shù)

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有些控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能承受較大的沖擊，這就要求在進(jìn)行 PID 自動(dòng)/手動(dòng)切換時(shí)，保持控制輸出的穩(wěn)定。這就是要求無擾動(dòng)切換。

為了達(dá)到 PID 自動(dòng)/手動(dòng)控制的無擾動(dòng)切換，需要在編程時(shí)注意一些相關(guān)事項(xiàng)。下面分別就直接使用 PID 指令編程，和使用 PID 向?qū)Ь幊虄煞N情況作一介紹。

1.直接使用 PID 指令編程時(shí)的 PID 自動(dòng)/手動(dòng)無擾切換

直接使用 PID 指令塊編寫 PID 控制程序時(shí)，可以簡單地使用“調(diào)用/不調(diào)用”指令的方式控制自動(dòng)/手動(dòng)模式。因?yàn)?PID 指令本身已經(jīng)具有實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換的能力，此時(shí)在 PID 指令控制環(huán)節(jié)之外編程沒有多大必要。

PID 指令的 EN 輸入端使能（為“1”）時(shí)，我們認(rèn)為是自動(dòng)控制模式；EN 輸入端未使能（為“0”）時(shí)，我們認(rèn)為是手動(dòng)控制模式。

PID 指令本身有一個(gè)“能流歷史狀態(tài)位”，以記錄指令的狀態(tài)切換。在 EN 端從“0”變?yōu)?rdquo;“1”時(shí)，PID 指令認(rèn)為這是從“手動(dòng)”模式向“自動(dòng)”模式切換。PID 指令此時(shí)會自動(dòng)執(zhí)行一系列動(dòng)作，以配合無擾動(dòng)切換：

• 使設(shè)定值（ SPn） = 當(dāng)前過程反饋?zhàn)兞浚≒Vn）
• 設(shè)置上次采樣過程變量（PVn-1） = 當(dāng)前過程反饋?zhàn)兞浚≒Vn）
• 設(shè)置積分偏差和（或所謂積分前項(xiàng)）（Mx） = 當(dāng)前輸出值（Mn）

使設(shè)定值等于當(dāng)前反饋值可以避免出現(xiàn)偏差，使之不存在調(diào)整的要求；當(dāng)然如果有工藝要求，也可以后續(xù)調(diào)整設(shè)定值。其他的動(dòng)作都是為了使 PID 在后續(xù)的操作中不改變輸出的值。

在編程時(shí)要注意：

• 從自動(dòng)模式向手動(dòng)模式切換時(shí)，PID 指令的 EN 端不再有能流，計(jì)算停止，輸出值 Mn 不再變化。此時(shí)如果需要操作人員人工觀察控制的結(jié)果，手動(dòng)控制輸出量，就可以通過用戶程序直接改變回路表中的輸出值存儲單元內(nèi)容（見數(shù)據(jù)塊或系統(tǒng)手冊的相關(guān)部分內(nèi)容）。如果有必要，操作人員的操作可能要進(jìn)行一些標(biāo)準(zhǔn)化換算。
• 為保證從手動(dòng)模式向自動(dòng)模式的切換無擾動(dòng)，需要在手動(dòng)控制時(shí)，或在切換過程中，禁止對 PID 回路表中設(shè)定值的更新，以便切換時(shí) PID 指令用當(dāng)前過程反饋值替代設(shè)定值。切換完成后，操作人員可以調(diào)整設(shè)定值。

2.使用 PID 向?qū)Ь幊虝r(shí)的 PID 自動(dòng)/手動(dòng)無擾切換

使用 PID 指令向?qū)Ь幊虝r(shí)，指令向?qū)詣?dòng)調(diào)用 PID 指令，并且編寫外圍的控制變量標(biāo)準(zhǔn)化換算、定時(shí)采樣等功能。用戶在使用 PID 指令向?qū)r(shí)，需要在用戶程序中用 SM0.0 調(diào)用指令向?qū)傻淖映绦颍ㄈ?PIDx_INIT 子程序）。PID 向?qū)Э梢陨蓭ё詣?dòng)/手動(dòng)切換功能的子程序，這個(gè)子程序使用一個(gè)數(shù)字量點(diǎn)為“1”、“0”的狀態(tài)來控制是否投入 PID 自動(dòng)控制。

到目前為止（STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5），使用 PID 向?qū)傻淖映绦驎r(shí)，由于用戶程序不能直接使用 PID 指令，它的無擾切換能力因?yàn)楦袅送鈿ぷ映绦?，所以受到了局限。如果對無擾切換要求比較嚴(yán)格，需要另外編一些程序加以處理。

• 模塊化、可擴(kuò)展通用系統(tǒng)，IP20 防護(hù)等級
• 適用于離散自動(dòng)化領(lǐng)域中各種自動(dòng)化應(yīng)用的系統(tǒng)解決方案
• 具有*性能和可用性
• 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進(jìn)行組態(tài)

性能

• 提高性能
  • 高速指令執(zhí)行:
  • 語言擴(kuò)展
  • 新數(shù)據(jù)類型
  • 更快速的背板總線
  • 經(jīng)過優(yōu)化的代碼生成
• 功能強(qiáng)大的通信：
  • 以 PROFIT IO（雙端口開關(guān)）作為標(biāo)準(zhǔn)接口；
    從 CPU 1515-2 開始支持，以一個(gè)或多個(gè)額外的集成 PROFIT 接口作為輸入設(shè)備，用于網(wǎng)絡(luò)隔離或用于連接更多的 PROFIT 設(shè)備或高速通信設(shè)備
  • OPC UA 數(shù)據(jù)訪問作為運(yùn)行時(shí)選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設(shè)備/系統(tǒng)
  • 可針對總線系統(tǒng)和點(diǎn)到點(diǎn)連接，通過通信模塊進(jìn)行擴(kuò)展

集成技術(shù)

• 無需附加模塊就可集成運(yùn)動(dòng)控制功能：
  • 通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動(dòng)器和 PROFIdrive 驅(qū)動(dòng)器
  • 運(yùn)動(dòng)控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對同步操作（在沒有位置同步規(guī)范的條件下實(shí)現(xiàn)同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。
  • CPU 技術(shù)中還集成了諸如對同步操作（利用位置同步規(guī)范進(jìn)行同步）凸輪和和用于控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)控制功能。
• 全面跟蹤所有 CPU 標(biāo)簽，以進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和間歇錯(cuò)誤檢測；
  擁有有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器和控制裝置
• 廣泛的控制功能：
  例如，可輕松組態(tài)的塊可進(jìn)行控制參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
  例如，高速計(jì)數(shù)、位置檢測或高達(dá) 1 MHz 信號的測量

安全集成

保證人身安全和機(jī)器安全 – 在集成式完整系統(tǒng)框架內(nèi)

• 故障安全 SIMATIC S7-1500(T)F 控制器可在同一控制器上處理標(biāo)準(zhǔn)程序和安全程序。
  在 TIA Portal 中，使用相同的編輯器生成故障安全和標(biāo)準(zhǔn)用戶程序；例如，這樣就能向評估標(biāo)準(zhǔn)用戶程序中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)那樣，評估故障安全數(shù)據(jù)。由于這種軟件集成，故障安全應(yīng)用也可利用 SIMATIC 的系統(tǒng)有點(diǎn)和全面功能。

集成安全功能

標(biāo)準(zhǔn)型 CPU

• 標(biāo)準(zhǔn)型 SIMATIC S7-1500：
  CPU 1511-1 PN、CPU 1513-1 PN、CPU 1515-2 PN、CPU 1516-3 PN/DP、CPU 1517-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP MFP
• 用于 SIMATIC S7-1500 的故障安全 CPU：
  CPU 1511F-1 PN、CPU 1513F-1 PN、CPU 1515F-2 PN、CPU 1516F-3 PN/DP、CPU 1517F-3 PN/DP、CPU 1518F-4 PN/DP、CPU 1518F-4 PN/DP MFP
• 用于 SIMATIC S7-1500 的緊湊型 CPU：
  CPU 1511C-1 PN, CPU 1512C-1 PN
• 用于 SIMATIC S7-1500 的技術(shù)型 CPU：
  CPU 1511T-1 PN，CPU 1511TF-1 PN，CPU 1515T-2 PN，CPU 1515TF-2 PN，CPU 1516T-3 PN/DP，CPU 1516TF-3 PN/DP，CPU 1517T-3 PN/DP，CPU 1517TF-3 PN/DP
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域