西门子模块总代理商-上饶市

从西门子PCS7V5.1开始，可以使用调试工具“PCS7PIDTuner”来优化控制器。这个工具可以通过测量方式识别控制对象参数并给出优化参数的设置建议。如果用户需要，可以立刻使用这些参数。

　1 S7-200 系列 PLC 简介 1. S7 系列 PLC S7 系列 PLC 是西门子生产的可编程控制器，它包括小型机（S7-200、 S7-1200 系列）、中大型机（S7-300C、S7-300 和 S7-400 系列）。S7 系列 PLC 如图 1-17 所示，图中的 LOGO！为智能逻辑控制器。 图 1-17 S7 系列 PLC 2. S7-200 系列 PLC S7-200 系列 PLC 是 S7 系列中的小型系列 PLC，常用在小型自动化设 备中。根据使用的 CPU 模块不同，S7-200 系列 PLC 可分为 CPU221、 CPU222、CPU224、CPU226 等类型，除 CPU221 无法扩展外，其他类型都可 以通过增加扩展模块来增加功能。 （1）外形尺寸 S7-200 系列 PLC 外形尺寸如图 1-18 所示，图中 6DI/4DO 表示有 6 个数字量输入端和 4 个数字量输出端。 图 1-18 S7-200 系列 PLC 外形尺寸 （2）硬件与端子介绍 由于 S7-200 系列 PLC 型号较多，下面以 S7-224CN（即 CPU224）为 例进行说明。S7-224CN 的硬件与端子如图 1-19 所示，从图中可以看出， 其端子主要有模拟量输入和输出端子（AI&AO）、输出端子（数字量）、输入 端子（数字量）、电源端子、24V 直流源输出端子（供给外部传感器）、通信 接口和扩展模块电缆连接端子　从PCS7V7.1开始，可以优化“PCS7Library”和“PCS7AdvancedProcessLibrary”中的控制器，以及有类似功能的控制器。同样也可以调整步进控制器的马达启动时间。

　　要求：

　　西门子PCS7的PID整定器软件安装在工程师站上。在正常PCS7的工程师站安装中就可以安装此工具。

　　安装相应授权。从PCS7V7.1开始，不再需要额外的PCS7PID整定器授权。

　　CFC已经编译并下载到PLC中。

　　ES和PLC之间有在线连接。

　　对于控制回路需要了解以下几方面：

　　1.控制对象的过程特性（是否存在积分环节）

　　2.控制回路状态（手动或者自动）

　　3.控制器的阶跃工作点

　　4.控制器类型（比例积分微分，比例积分或者比例控制器）

　　说明：

　　以下以连续型的比例积分控制器为例解释如何使用PCS7的PID整定器。

　　注意：

　　1.请注意优化过程会干扰实际系统运行。如果影响了实际过程运行，在相应优化步骤中会有提示。用户需要知道可能出现的后果。

　　2.在优化工作之前，对操作工做合适的人员安排。

　　3.优化过程中，密切关注过程曲线记录。

　　序号步骤

　　1为控制器优化做准备

　　优化之前，控制器需要切换到“优化”模式。可以在CFC中或者在上位机OS面板上设置。

　　在CFC中将“OPTI_EN”管脚设为“Enable”，这个管脚默认隐藏。如果在OS面板上，在“bbbbbeter”视图中勾选“EnableOptimiz”选项。

　　2启动PCS7的PID整定器

　　选择控制器功能块，在CFC中通过菜单“Edit>OptimizePIDController...”启动此工具。

　　3设置曲线记录参数

　　为了使当前显示符合实际，停止曲线记录并点击“Settings...”按钮。

　　4启动控制器优化

　　点击"StartControllerOptimization"按钮。

　　5读取测量值（步骤1到5）

　　步骤1到3中，需要定义读取测量值的条件。步骤4中读取测量值，监视曲线记录。这时可以取消过程仿真。

　　1.选择过程特性（是否存在积分环节）

　　2.选择操作模式（手动/自动），输入实现阶跃仿真的起始点

　　3.输入新的设定值，实现阶跃仿真

　　4.读取测量值

　　5.取消过程仿真

　　6控制器的行为及结果（步骤6到8）

　　在步骤6和7中选择控制器行为和类型。步骤8中使用优化控制器参数仿真控制回路。可以通过不同阶跃值和控制器参数来测试。

　　6.设置控制器行为（适当的扰动/适当的主控动作）

　　7.参数结果并选择控制器类型（比例积分微分，比例积分或者比例控制器）

　　8.使用优化参数仿真控制回路

　　7设置控制器（步骤9）

　　后一步，决定是否采用老的还是新的设置。点击“Finish”按钮结束参数优化。

　　9.控制器参数选择（老/新）

　　8关闭PID整定器

　　控制器已经采用新的参数设置。通过“Endandsave”按钮关闭PID整定器。控制器被复位到初始的操作状态。

很多用户拿到变频器之后说反应慢，按了一下运行键，像蜗牛一样,半天都加不到大速度。也不知道为什么。他们就想一上电就瞬间加速到大转速，用变频器能这样吗？

变频器启动电机，跟直接用工频电启动是有区别的。变频器启动电机，转速是一个慢慢上升的过程，停机是一个慢慢下降的过程，可以把它理解为一个软启动器。

在变频器的参数里，有专门两个参数可以进行设置，就是“加速时间”和“减速时间”。所谓加速时间，就是指从0赫兹上升到基本频率所需要的时间。这个“基本频率”的叫法有多种，很多厂家也叫“大输出频率”。减速时间就是反过来，就是从“基本频率”下降到0赫兹所需要的时间。小功率的变频器，一般厂家的默认时间是5秒或者10秒，变频器的功率越大，它的出厂默认时间会越长，有些甚至达到1分钟。

我来举个例子。我这台变频器是1.5千瓦的，出厂默认加减速时间都是5秒。大输出频率是50HZ。就是说，从0加到50HZ所需要的时间是5秒。我来演示一下。为了方便，我把它设置长一点，设置为10秒。

这里有点要注意的，根据它的定义是上升到大输出频率。那如果我的目标频率没有那么大，那加速时间怎么计算呢？其实也很简单，就按比例运算就可以了。

比如：你设置为25HZ，那加速到目标频率的时间，就是设置的加速时间的是一半。把它设置为25HZ，理论上计算就是10÷2是5秒。

这个换算关系用公式来表示就是这样：

目标频率/大输出频率=x/设置的加速时间。这个x就是我们要算的实际加速时间。

刚刚的例子就是：25/50=x/10 => x=(25/50)*10=0.5*10=5，同样，如果目标频率是30HZ，计算出来就是6秒。

减速时间的计算也是一样的道理，公式表示是这样：

(大输出频率-目标频率)/大输出频率=x/设置的加速时间。

比如：我要从50HZ减速到30HZ，实际需要多少时间呢？

(50-30)/50=x/10 => x=4，所以是4秒。

其实很多场合也不需要的去计算，只要能保证机械设备工作正常，生产效率高就可以了。不同的场合应该怎样来设置加减速时间呢？加减速时间设置得不对，又有什么危害呢？

对于用户而言，当然是想加减速时间越快越好，好是一按运行就瞬间加速到大频率。这在实际应用中是肯定不行的。我先给你两条重要结论：1：加速时间过短，容易过流。2：减速时间过短，容易过压。为什么会这样？我这里简单提一下

加速的时候，是电机的同步磁场，拖着转子在转，加速时间过短的话，同步磁场速度上升很快，而转子由于惯性存在，它的速度不可能瞬间上升很快，这就造成同步磁场和转子之间的转差增大，转差越大，定子电流就越大，变频器的输出电流就越大。

减速过程，同步磁场产生一个制动转矩，使转子慢慢停止。还是由于惯性的存在，转子的转速大于同步磁场，而这个时候，电动机就变成了一台发电机，发出来的电给母线充电，造成母线电压升高。所以就容易造成过电压保护。

这些原理比较复杂，我也详细讲解了，搞不明白也没关系，只要记住结论就可以了。知道了这两条结论，设置加减速时间就有好办了。

如果生产机械对加工时间要求，不是特别高的场合，尽量用出厂默认值。

对于一些负载惯性比较大的场合，就要把加速时间和减速时间都设置长一点。带飞轮的负载就是典型的例子。对一些卷绕机线，就可以设置短一点。像刨床、冲床这种对加速时间有特别要求的，就要尽量设置短一些。

那到底设置多长合适呢？可以用“试探法”。启动时要观察变频器的输出电流，可以先把加速时间设置长一些，观察启动过程中启动电流的大小，如果启动电流比上限电流小得多，再逐渐缩短加速时间，直到加速电流接近上线电流时为止。简单粗暴一点就是，变频器不跳过流保护就行。同样，减速时间的设置，只要变频器不跳过压保护就行。

为了减少过流和过压的故障保护，也可以把限流和过压失速的功能打开。