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6ES7212-1BE40-0XB0西门子SIMATIC S7-1200

6ES7212-1BE40-0XB0西门子SIMATIC S7-1200

6ES7212-1BE40-0XB0西门子 SIMATIC S7-1200,CPU 1212C, 紧凑型 CPU,AC/DC/继电器, 机载 I/O: 8 DI 24V DC;6 个 2A 继电器数字输出; 2 AI 0-10V DC, 电源:交流 47-63Hz 时 85-264V AC, 程序存储器/数据存储器 75 KB

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6ES7212-1BE40-0XB0西门子

SIMATIC S7-1200,CPU 1212C, 紧凑型 CPU,AC/DC/继电器, 机载 I/O: 8 DI 24V DC;6 个 2A 继电器数字输出; 2 AI 0-10V DC, 电源:交流 47-63Hz 时 85-264V AC, 程序存储器/数据存储器 75 KB

连续控制器的输出值

③ 脉冲控制器的输出值

比例作用控制器的等式

输出值和控制偏差成正比,即:

输出值 = 比例增益 × 控制偏差

y = GAIN × x

控制原理

2.6 不同反馈结构中的控制响应

PID 控制

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE 37

PD 作用控制器的阶跃响应 ① 控制偏差

② 连续控制器的输出值

③ 脉冲控制器的输出值

TM_LAG 微分作用的延迟

控制原理

2.6 不同反馈结构中的控制响应

PID 控制

38 功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

PD 作用控制器的等式

以下等式适用于在一定时间范围内 PD 作用控制器的阶跃响应:

t = 自控制偏差阶跃后的时间间隔

微分作用根据过程值的变化率生成输出值。 微分作用本身不适合进行控制,因为输出值

仅随过程值的阶跃而发生变化。 只要过程值保持恒定,输出值就不会再发生变化。

通过与比例作用相结合,可以改进对微分作用干扰的响应。 但无法完全校正干扰。 好的

动态响应是有好处的。 在逼近和设定值改变期间可实现获得有效衰减的非波动响应。

如果受控系统具有脉冲测量的量(例如,在压力或流量控制系统中),则具有微分作用的

控制器不适用。

控制原理

2.6 不同反馈结构中的控制响应

PID 控制

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE 39

PI 作用控制器的阶跃响应 ① 控制偏差

② 连续控制器的输出值

③ 脉冲控制器的输出值

控制器中的积分作用会随时间而使控制偏差增大。 这意味着控制器会一直对系统进行校

正,直到控制偏差消除为止。 持续控制偏差只会在具有比例作用的控制器中生成。 这种

影响可通过控制器中的积分作用来消除。

根据对控制响应的要求,在实际操作中将比例、积分和微分作用结合使用。 各个分

量的时间响应可通过控制器参数比例增益 GAIN、积分作用时间 TI (积分作用)和微分

作用时间 TD(微分作用)来描述。

控制原理

2.6 不同反馈结构中的控制响应

PID 控制

40 功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

PI 作用控制器的等式

以下等式适用于在一定时间范围内 PI 作用控制器的阶跃响应:

t = 自控制偏差阶跃后的时间间隔

控制原理

2.6 不同反馈结构中的控制响应

PID 控制

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE 41

PID 控制器的阶跃响应 ① 控制偏差

② 连续控制器的输出值

③ 脉冲控制器的输出值

TM_LAG 微分作用的延迟

Ti 积分作用时间

控制原理

2.6 不同反馈结构中的控制响应

PID 控制

42 功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

PID 控制器的等式

以下等式适用于在一定时间范围内 PID 控制器的阶跃响应:

t = 自控制偏差阶跃后的时间间隔

控制原理

2.6 不同反馈结构中的控制响应

PID 控制

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE 43

具有不同控制器结构的受控系统的响应 

过程工程中的大多数控制器系统都可以通过具有 PI 作用响应的控制器进行控制。 在具有

较长空载时间的慢速控制系统情况中(例如,温度控制系统),可通过具有 PID 作用的

控制器提高控制结果。

① 无控制器

② PID 控制器

③ PD 作用控制器

w 设定值

x 过程值

具有 PI 和 PID 作用的控制器的优势在于,过程值在稳定后不会与设定值之间存在任何偏

差。 过程值在逼近过程中会在设定值周围振荡。

控制原理

2.7 为指定受控系统选择控制器结构

PID 控制

44 功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

2.7 为指定受控系统选择控制器结构 

对适用的控制器结构的选择 

为实现控制结果,应选择适合于受控系统且可在特定限值范围内适应受控系统的控制

器结构。

下表概述了控制器结构与受控系统的适当组合。

受控系统 控制器结构 P PD PI PID 

仅具有死时间 不适用 不适用 适用 不适用

具有死时间的 PT1 不适用 不适用 非常适用 非常适用

具有死时间的 PT2 不适用 有条件适用 非常适用 非常适用

高阶 不适用 不适用 有条件适用 非常适用

非自调节 非常适用 非常适用 非常适用 非常适用

控制原理

2.7 为指定受控系统选择控制器受控系统和执行器 

受控系统 

通过加热系统控制室温是受控系统的一个简单示例。传感器测量室温并将温度值传送给控

制器。控制器将当前室温与设定值进行比较,并计算加热控制的输出值(调节变量)。

如果 PID 控制器的设置正确,则会尽快达到此设定值,然后使其保持为常数值。输出值

更改后,过程值通常仅随时间延迟而变化。控制器必须针对此响应进行补偿。

执行器 

执行器是受控系统元件,受控制器影响。其功能是修改质量和能量流。

下表概述了执行器的应用。

应用 执行器 

液体或气体质量流 阀门、遮板、闸门阀

固体质量流,如大块材料 铰链式挡板、传送带、振动器通道

电流 开关触点、接触器、继电器、可控硅

可变电阻、可调变压器、晶体管

控制原理

2.1 受控系统和执行器

PID 控制

22 功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

执行器分为以下几种:

● 带有恒定起动信号的比例执行器

这些元件用于设置开启角度、角位置,或与输出值成比例的位置。输出值在控制范围


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