西門(mén)子電機(jī)6SL3120-1TE15-0AD0

PID控制的難點(diǎn)在于整定控制器的參數(shù),。為了學(xué)習(xí)整定PID控制器參數(shù)的方法，必須做閉環(huán)實(shí)驗(yàn),，開(kāi)環(huán)運(yùn)行PID程序沒(méi)有任何意義,。用硬件組成一個(gè)閉環(huán)需要PLC的CPU模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊,，此外還需要被控對(duì)象,、檢測(cè)元件、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),。例如可以用電熱水壺作為被控對(duì)象,，用熱電阻檢測(cè)溫度，用溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓,，用移相控制的交流固態(tài)調(diào)壓器作執(zhí)行機(jī)構(gòu),。
 有沒(méi)有比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法呢？
 在控制理論中,，用傳遞函數(shù)來(lái)描述被控對(duì)象,、檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和PID控制器,。
 被控對(duì)象一般是串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的組合,。在實(shí)驗(yàn)室可以用以運(yùn)算放大器為核心的模擬電路來(lái)模擬廣義的被控對(duì)象（包括檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的傳遞函數(shù)。我曾將這種運(yùn)放電路用于S7-200和S7-1200的PID參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn),。
 用運(yùn)算放大器模擬被控對(duì)象一般需要做印刷電路板,，還是比較麻煩。有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方法呢,？
 除了用運(yùn)算放大器來(lái)模擬被控對(duì)象的傳遞函數(shù),，也可以用PLC的程序來(lái)模擬。為此我編寫(xiě)了用來(lái)模擬被控對(duì)象的S7-200的子程序,，它也可以用于S7-200 SMART,。使用模擬的被控對(duì)象的PID閉環(huán)示意圖如下圖所示，虛線右邊是被控對(duì)象,，DISV是系統(tǒng)的擾動(dòng)輸入值,。虛線左邊是PLC的PID控制程序。

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　4) 分配PC Station 名稱(chēng)

　　點(diǎn)擊“Station Name" 按鈕,，PC 站的名稱(chēng),，這里用默認(rèn)的名稱(chēng)。命名原則：這里的PC 站名應(yīng)與STEP7 硬件組態(tài)插入的PC Station 名稱(chēng)一致,。點(diǎn)擊“OK"確認(rèn)即完成了PC 站的硬件組態(tài),。

　　圖14：命名PC 站名稱(chēng)

　　注：Station Name 并不是特指PC 機(jī)本機(jī)的名稱(chēng)

　　步驟二：配置控制臺(tái)（Configuration Console ）的使用與設(shè)置

　　1) 配置控制臺(tái)（Configuration Console） 是組態(tài)設(shè)置和診斷的核心工具， 用于PC 硬件組件和PC 應(yīng)用程序的組態(tài)和診斷,。

　　2) 正確完成PC 站的硬件組態(tài)后,，打開(kāi)配置控制臺(tái)（ start?simatic?simatic net?Configuration console）,，可以看到所用以太網(wǎng)卡的模式已從PG mode 切換到Configuration mode, 插槽號(hào)（Index）也自動(dòng)指向3。如圖15,。

　　圖15 配置控制臺(tái)（Configuration Console）

　　注：對(duì)于Simatic Net V6.1 或V6.0 版本的軟件,， 你需要在上面窗口中，手動(dòng)將CP1613 模塊的模式（Mode of the module）從PG 模式切換到組態(tài)模式（Configured mode）并設(shè)置Index 號(hào),。然后再在Station Configuration Editor 中添加硬件,。

　　3) 在Access Points 設(shè)定窗口中，將S7ONLINE 指向PC internal(local),。此設(shè)定是為PC 站組態(tài)的下載做準(zhǔn)備,。

　　注：在控制面板（Start?Control Panel ）的“Set PG/PC Interface "中也可設(shè)置

　　圖16：PC Station 配置控制臺(tái)Access Point

　　步驟三：在STEP 7 中組態(tài)PC Station

　　1) 在STEP7 1613OPC 項(xiàng)目中，通過(guò)Insert?Station?Simatic Pc Station 插入一個(gè)PC 站,。特別注意的是,， 要將PC Station 默認(rèn)名稱(chēng)“SIMATIC PC Station(1) "改為與Station Configuration Editor 中所命名的Station Name 名稱(chēng)相同,，這里用默認(rèn)名“SIMATIC PC Station(1)",。雙擊Configuration 即可進(jìn)入PC Station 組態(tài)界面。

　　圖17： STEP 7 中創(chuàng)建新項(xiàng)目與建立Simatic PC Station

　　2) 在硬件組態(tài)中,，從硬件目錄窗口選擇與已安裝的Simatic net 軟件版本相符的硬件插入到與在Station Configuration Editor 配置的 PC 硬件機(jī)架相對(duì)應(yīng)的插槽中,。

　　圖18： PC Station 硬件組態(tài)

　　3) 分配1613 以太網(wǎng)絡(luò)參數(shù)點(diǎn)擊CP1613 屬性對(duì)話框中Properties 按鈕打開(kāi)以太網(wǎng)接口參數(shù)設(shè)置對(duì)話框,按要求設(shè)置以太網(wǎng)卡的IP 地址和相應(yīng)的子網(wǎng)掩碼。IP 地址應(yīng)與實(shí)際硬件所設(shè)以太網(wǎng)卡IP 地址一致,。（與圖13 中IP 地址相同）并用New 按鈕建立一個(gè)ethernet 網(wǎng)絡(luò),。確認(rèn)所有組態(tài)參數(shù)，完成網(wǎng)卡設(shè)置,。

　　圖19： CP1613 參數(shù)設(shè)置

　　圖20：以太網(wǎng)卡參數(shù)設(shè)置

　　4) 完成PC 站組件設(shè)置后,，按下編譯存盤(pán)按鈕確定且存儲(chǔ)當(dāng)前組態(tài)配置

　　圖21： 組態(tài)的編譯存盤(pán)

　　5) 編譯無(wú)誤后，點(diǎn)擊“Configure Network "按鈕,，進(jìn)入NetPro 配置窗口,。

　　圖22： 選擇“Configure Network "按鈕

　　6) 在NetPro 網(wǎng)絡(luò)配置中， 用鼠標(biāo)選擇OPC Server 后在連接表行鼠標(biāo)右鍵插入一個(gè)新的連接或通過(guò)“Insert>New Connection" 也可建立一個(gè)新連接,。

　　三． PC 站組態(tài)與OPC Server 通訊過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的解釋

　　1. 在執(zhí)行PC Station 組態(tài)下載過(guò)程中,，可能會(huì)出現(xiàn)“Cannot reach station manager "的錯(cuò)誤信息提示，可能的原因如下：

　　1) Set PG/PC Interface 或Configuration Console 中,，S7 Online Access Points 應(yīng)指向

　　PC Internal（Local）,。

　　2) 虛擬PC 站的名稱(chēng)與STEP 7 或NCM PC 項(xiàng)目中建立PC 站的名稱(chēng)不符。

　　3) 虛擬PC 站組件（CP 卡,、OPC 或Application）插槽號(hào)與STEP 7 或NCM PC 項(xiàng)

　　目組態(tài)中的插槽號(hào)不同,。

　　詳細(xì)說(shuō)明可以訪問(wèn) , 選擇技術(shù)資源中的產(chǎn)品支持

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　　2. OPC Scout 的OPC-Navigator 窗口中， 紅色的叉的含義時(shí)什么,？Simatic Net 軟件的OPC 客戶端（OPC Scout） 提供了使用OPC Navigator 來(lái)瀏覽OPC 服務(wù)器的地址區(qū)域的選項(xiàng),。這里可以看到OPC 服務(wù)器中已有地址的已知變量,。如果變量還，沒(méi)有定義,，相對(duì)應(yīng)的地址圖標(biāo)就以紅色的叉標(biāo)注,。只要雙擊“New Definition"“Define New Item"對(duì)話框即被打開(kāi)?？稍诖硕x標(biāo)簽變量,，當(dāng)OPC Server 再次連接時(shí)，這些變量即被OPC 接收,， 紅叉即消失,。所以紅叉并不是錯(cuò)誤信息，僅是沒(méi)有定義OPC 變量的提示,。