西门子模块6ES7215-1AF40-0XB0型号规格

 PLC在生产中具有很重要的作用，为了使PLC发挥大的作用，在设计PLC的时候要充分考虑它的容量问题，根据实际情况，做出恰当的选择。

　　对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。

　　2）输出接线方式

　　关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式，

　　分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。

　　3）驱动能力

　　开关量输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。

　　4）注意同时接通的输出点数量

　　选择开关量输出模块时，还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值，如一个220V／2A的8点输出模块，每个输出点可承受2A的电流，但输出公共端允许通过的电流并不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60％。

　　5)输出的大电流与负载类型、环境温度等因素有关

　　开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别是输出的大电流。另外，晶闸管的大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意PLC在生产中具有很重要的作用，为了使PLC发挥大的作用，在设计PLC的时候要充分考虑它的容量问题，根据实际情况，做出恰当的选择。

　　汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端（COM）；而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式的。

　　3）注意同时接通的输入点数量

　　对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。

　　4）输入门槛电平

　　为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。

　　2.开关量输出模块的选择

　　开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：

　　1）输出方式

　　开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。

　　继电器输出的价格便宜，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不得超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合

本文主讲在s7-200SMART plc中PID的自整定功能和调试面板。
一、PID自整定说明
在新的S7-200SMART CPU支持PID自整定功能，在STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件中也添加了PID调节控制面板。用户可以使用用户程序或PID调节控制面板来启动自整定功能。在同一时间多可以有8个PID回路同时进行自整定。PID调节控制面板也可以用来手动调试老版本的（不支持PID自整定）CPU的PID控制回路。用户可以根据工艺要求为调节回路选择快速响应、中速响应、慢速响应或极慢速响应。PID自整定会根据响应类型而计算出优化的比例、积分、微分值，并可应用到控制中。
二、PID调节控制面板
STEP 7-Micro/WIN SMART中提供了一个PID控制面板，可以用图形方式监视PID回路的运行，另外从面板中还可以启动、停止自整定功能。

图1. PID调节控制面板
在图1中：
a、当前设定值指示，显示当前使用的设定值；b、过程值指示，显示过程变量的值；c、当前的输出值指示，显示当前的输出值；d、可显示过程值、设定值及输出值的PID趋势图

图2. 图形显示区
图2中：
A、过程变量和设定值的取值范围及刻度
B、PID输出的取值范围及刻度
C、实际PC时间
D、以不同颜色表示的设定值、过程变量及输出的趋势图
e、调节参数，这里你可以：
选择PID参数的显示：当前参数、推荐参数或手动输入值
在手动调节模式下，可改变PID参数，并按更新PLC按钮来更新PLC中的参数
启动PID自整定功能
选择选项按钮进入参数设定
f、当前采样时间，指示当前使用的采样时间 ；g、时间选项设定，这里你可以设定趋势图的时基，时基以秒为单位；h、当前的PID回路号，这里你可以选择需要监视或自整定的PID回路；i、关闭PID调节面板
注意：要使用PID调节控制面板，PID编程必须使用PID向导完成。
三、PID自整定步骤
步：在PID向导中完成PID功能配置（要想使用PID自整定功能，PID编程必须用PID向导来完成）。
第二步：打开PID调节控制面板，设置PID回路调节参数；在Micro/WIN SMART在线的情况下，从主菜单工具中点击“PID控制面板”工具，进入PID调节控制面板中。在PID调节面板的h.区查看已选择的PID回路号，在e.区启动手动调节，调节PID参数并点击更新，使新参数值起作用，监视其趋势图，根据调节状况改变PID参数直至调节稳定。
注意：为了使PID自整定顺利进行，应当做到：
使PID调节器基本稳定，输出、反馈变化平缓，并且使反馈比较接近给定
设置合适的给定值，使PID调节器的输出远离趋势图的上、下坐标轴，以免PID自整定开始后输出值的变化范围受限制
第三步：在e.区点击选项按钮，设定PID自整定选项。如果不是很特殊的系统，也可以不加理会。

图3. 设置PID自整定选项
在此允许你设定下列参数：
a、你可以选中复选框，让自整定来自动计算滞后值和偏值（对于一般的PID系统，建议使用自动选择）；
b、滞后：滞后值规定了允许过程值偏离设定值的大（正负）范围，过程反馈在这个范围内的变化不会引起PID自整定调节器改变输出，或者使PID自整定调节器“认为”这个范围内的变化是由于自己改变输出进行自整定调节而引起的。PID自整定开始后，只有过程反馈值超出了该区域，PID自整定调节器才会认为它对输出的改变发生了效果。这个值用来减少过程变量的噪声对自整定的干扰，从而更**地计算出过程系统的自然振动频率。如果选用自动计算，则缺省值为2％。如果过程变量反馈干扰信号较强（噪声大）自然变化范围就大，可能需要人为设置一个较大的值。但这个值的改变要与下面的偏差值保持1:4的关系。
c、偏差：偏差值决定了允许过程变量偏离设定值的峰峰值。如果选择自动计算该值，它将是死区的4倍，即8％。有些非常敏感的系统不允许过程量偏离给定值很多，也可以人工设置为比较小的值，但是要和上述“死区”设置保持比例关系。这就是说，一个精度要求高的系统，其反馈信号必须足够稳定。
d、初始输出步：PID调节的初始输出值
PID自整定开始后，PID自整定调节器将主动改变PID的输出值，以观察整个系统的反应。初始步长值就是输出的变动步变化值，以占实际输出量程的百分比表示。
e、看门狗时间：过程变量必须在此时间（时基为秒）内达到或穿越给定值，否则会产生看门狗超时错误。
PID自整定调节器在改变输出后，如果超过此时间还未观察到过程反馈（从下至上或从上至下）穿越给定曲线，则超时。如果能够事先确定实际系统响应非常慢，可以加长这个时间。
f、动态响应选项：根据回路过程（工艺）的要求可选择不同的响应类型：快、中、慢、非常慢
快：可能产生超调，属于欠阻尼响应
中：在产生超调的边缘，属于临界阻尼响应
慢：不会产生任何超调，属于过阻尼响应
非常慢：不会产生任何超调，属于严重过阻尼响应
注意：用户在这里指定需要达到的系统控制效果，而不是对系统本身响应快慢的判断。
g、设定完参数点击OK键回到PID调节控制面板的主画面
第四步：在手动将PID调节到稳定状态后，即过程值与设定值接近，且输出没有不规律的变化，并好处于控制范围中心附近。此时可点击e.区内的启动按钮启动PID自整定功能，这时按钮变为停止。这时只需耐心等待，系统完成自整定后会自动将计算出的PID参数显示在e.区。当按钮再次变为启动时，表示系统已经完成了PID自整定。
注意：要使用自整定功能，必须保证PID回路处于自动模式。开始自整定后，给定值不能再改变。
第五步：如果用户想将PID自整定的参数应用到当前PLC中，则只需点击更新PLC。
注意：完成PID调整后，好下载一次整个项目（包括数据块），使新参数保存到CPU的EEPROM中。
四、PID自整定失败的原因
1、PID输出在大值与小值之间振荡（曲线接触到坐标轴）

PID响应曲线图
解决方法：降低PID初始输出步长值
2、经过一段时间后，PID自整定面板显示如下信息：“ 自整定计算因为等待反馈穿越给定值的看门狗超时而失败” 。
解决方法： 确定在启动PID自整定前，过程变量和输出值已经稳定。并检查看门狗时间的值，将其适当增大