准备用连续PID调节来实验一个控制,在软件上做了一个简单的PID41用仿真模拟了一把,情况还好,基本可以运行,但是其中的一些小的功能还是没有做好.想仔细再看看说明.幸好有一位网又一起讨论,得到了一个比较好的说明.传上来以免以后找不到.

使用FB41进行PID调整的说明

FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。 PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST； PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果 以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。其他的可以使用默认参数。

        A：所有的输入参数：

COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；

        MAN_ON： BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；

        PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用 PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；

        P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；  

I_SEL： BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；

INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；

I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，

I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；

D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；

CYCLE ： TIME：PID采样周期，一般设为200MS； SP_INT： REAL：PID的给定值；

PV_IN ： REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；

PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐） MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；

GAIN ： REAL：比例增益；

TI ： TIME：积分时间；

TD ： TIME：微分时间；

TM_LAG： TIME：我也不知道，没用过它，和微分有关；

DEADB_W： REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；

LMN_HLM： REAL：PID上极限，一般是100%；

LMN_LLM： REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；

PV_FAC： REAL：过程变量比例因子

PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET）

LMN_FAC： REAL：PID输出值比例因子；

LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；

I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；

DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；

 

B：部分输出参数说明：

LMN ：REAL：PID输出；

LMN_P ：REAL：PID输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）

LMN_I ：REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过程中观察效果）

LMN_D ：REAL：PID输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）

 

C：规格化概念及方法：

PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化 规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比 对应与27648数字量范围内的量）对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT 对于输出变量 ，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；

 

D：PID的调整方法：一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可， 一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡 的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍应该就可以满足大多数的需求。我记得网络上有许多调整PID的方法，但不记得那么多了，先试试吧。 附录：PID的调整可以通过“开始-SIMATIC-STEP7-PID调整”打开PID调整的控制面板，通过选择不同的PID背景数据块，调整不同回路的PID参数。

给大家一个检测矢量变频器的方法：

1、你让变频器拖动异步电机空载运行，手动频率由50Hz慢慢减到0HZ ，；

2、检测电机空载电流Io、电压U，把检测的频率f对应的空载电流Io、电压U、计算压频比U/F列表；

3、手动频率每下降间隔1Hz或0.5HZ检测记录一次，反复测量几次；

4、观察频率f对应的空载电流Io、电压U、压频比U/F列表：

1）如果是好的矢量变频器，手动频率由50Hz慢慢减到0HZ 过程中，空载电流Io恒定不变，压频比U/F变化连续增大，低频时增大的很多；

2）如果是U/F定值控制模式的变频器，手动频率由50Hz慢慢减到0HZ 过程中，空载电流Io是减小的，压频比U/F连续不变或有突变提升；

 

1、变频器对电机磁场调速控制的能力，可以通过变频电机空载试验所的；

2、变频器对异步电机调速控制时，必须在改变频率的同时，保持磁场稳定；

3、变频器对异步电机调速控制时，变频电机空载电流Io可视为励磁电流；

4、若变频电机空载电流Io恒定，即认为励磁电流恒定，磁场恒定；

5、改变电机励磁电流的方法是，在频率f一定时，通过调整改电压U的大小，使得励磁电流Io恒定；

1、一对磁极360度，二对磁极720度，三对磁极1080度，…，360×P

2、交流电每变化一周，旋转磁场只能转360度；

3、所以交流电变化一周时，二极电机磁场转一圈，四极电机磁场转1/2圈，六极电机磁场转1/3圈，…，2P极电机磁场转360/360×P =1/P圈；

4、交流电频率f为50周/秒，1分钟共60f周，电机转子转60f×1/P圈，即n=60f×1/P=60f/P      ！！！

修理一台森兰SB40-S11-11kW的变频器,检查为模块输出端U和P+端击穿损坏.按照常规,拆下损坏模块后,单独给电路板上电,检查驱动电路是否异常.上电,跳oLE故障,查说明书,为外部报警信号,将控制端子THR与CM短接后,上电显示正常.但一按下运行键,即跳FL故障代码,意为模块故障.驱动板是一个较大的电路板,上面有二十几片集成块吧.不知什么原因要搞这么复杂.观察背面有六只光耦,应是向CPU返回FL故障的吧.检查六只光耦的输出是并联的.于是将其输入侧全部短接,上电,启动运行,果然不跳FL故障代码了.但一测量模块触发端子上的电压,又傻眼了:怎么没电压呀啊!细看U,V,W上三臂IGBT管子的驱动供电,是由主板上的开关电源输出的12V,又经NE555振荡逆变,再由一圆柱体密封式变压器,由次级三个绕组取出电压,整流而成三路独立的驱动供电.测这三路供电都有.进而观察三路驱动信号是由两只对管推挽输出,驱动模块的,加到推挽管上的供电也有了.可就是模块触发端子上没有电压,不但没有常规的静态负压,更没有在运行状态时的激励正压.这个触发电压到哪儿去了呢?莫非模块的损坏,即是此压丢失造成的?六路都无电压,源于一个通病吗?这一大片电路上哪儿查去啊，而外地的用户急着用机器呀，要求必须即日修复！想测绘电路，也没时间呀。

忽然想到:这一大片电路,除了处理从CPU送来的六路脉冲信号外,大概就是实施对模块的保护了.短接了六只光耦返回到CPU的FL信号,虽然CPU认为模块已无故障,故正常发送六路脉冲,但光耦输入侧的大片保护电路,则因模块的拆除,在六路脉冲到来期间,检测到异常大的“IGBT导通期间的管压降”,而判断为模块损坏.在将此故障信号由六路光耦发送回CPU的同时,也采取保护动作.切断了模块触发端子上的信号!必须人为造成一个IGBT管子导通的假象,糊弄一下尽职尽守的保护电路,使其解除保护状态,才能检查出驱动电路是否能输出六路合格的激励脉冲,然后才能确定可不可以换上新模块修复.

真是机智,机智,急中生智!循着这个思路,(因是电路板单独上电,已经断开了驱动电路上的P+和N-引入的550V直流回路的电压.其实驱动电路引入此两个端子的目的,一是形成U,V,W下三臂IGBT管子的触发回路,一是借此侦测六只IGBT管子在导通的管压降,异常时保护电路动作,以保护模块的安全)将触发端子的上三路与U,V,W直通的三个端子连起来,接N-点.即人为短接了下三臂的管子.同时将对应的三路光耦(报FL故障的)的短接解除.上电,启动运行后,果然不再报FL故障.测模块下三臂触发端子,有正脉冲电压输出了.直流档为4V,交流档为15V,正常!又照此办理,将触发端子的上三路与U,V,W直通的三个端子连起来,接P+点.即人为短接了上三臂的管子.上电,启动运行后,测模块上三臂触发端子,也有正常的脉冲电压输出了.说明整个驱动电路与操作控制是正常的,可以换新模块修复了.

该变频器无截止负压.停机状态,触发端子电压为零.

换新模块后,机器修复.

在额定频率以下，如果电压一定而只降低频率，那么气隙磁通就要过大，造成磁路饱和，严重时烧毁电动机。因此为了保持气隙磁通不变，就要求在降低供电频率的同时降低输出电压，保持U/F=常数，即保持电压与频率之比为常数进行控制。这种控制方式为恒压频比控制方式，又称恒磁通控制方式。

   在额定频率以下，磁通恒定时转矩也恒定，因此，属于恒转矩调速。

VVVF的意思是"变压变频".
  交流异步电动机在运行时,外加电源电压U要和定子绕组的反电动势E基本保持平衡,而E又与电源电压频率f及每对极下的磁通Φ有关,即
                                U≈E=4.44N₁fΦ=K_efΦ     (1)
可见,磁通量的大小与电压和频率的比值有关
                                Φ≈U/(K_ef)              (2)
式中,N₁为每相定子绕组的匝数;K_e为常数.
   式(2)表明,当频率下降时,如果电源电压不变,则磁通将增加,引起电动机铁心饱和,这是不允许的.因此,在运行过程中,为了保证电动机内部磁通量基本不变,在改变频率的同时,也必须改变电压.所以变频调速常缩写为VVVF.

电感式接近开关也叫涡流式接近开关，属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。

传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。
        变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器，传感器则是将物理信号转换为电信号的器件，过去常讲物理信号，现在其他信号也有了。一次仪表指现场测量仪表或基地控制表，二次仪表指利用一次表信号完成其他功能：诸如控制，显示等功能的仪表。
        传感器和变送器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。变送器则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件。或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源。根据需要还可将模拟量变换为数字量。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。还有一种变送器不是将物理量变换成电信号，如一种锅炉水位计的“差压变送器”，他是将液位传感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过仪表管送到变送器的波纹管两侧，以波纹管两侧的差压带动机械放大装置用指针指示水位的一种远方仪表。当然还有把电气模拟量变换成数字量的也可以叫变送器。以上只是从概念上说明传感器和变送器的区别。

一、传感器的定义
        国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
二、传感器的分类
        目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：
        1、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。
        2、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
        3、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“1”和"0”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。

我们在提供解决方案的时候,选择合适的产品是很重要的一个环节,就传感器而言,种类就有很多,一旦选的不好,就会给后期工作带来很多的麻烦,下面总结几种选择传感器的简单方法.

1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

        要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量.在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。

2、灵敏度的选择

        通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。

3、频率响应特性

        传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。

4、线性范围

        传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。

5、稳定性
        
        传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。

6、精度

        精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。

        在一般情况下,如果考虑到了上面几点,就可以选择到合适的传感器了。