6ES7211-1AE40-0XB0西门子

SIMATIC S7-1200，CPU 1211C， 紧凑型 CPU，DC/DC/DC， 机载 I/O： 6 个 24V DC 数字输入；4 个 24V DC 数字输出； 2 AI 0-10V DC， 电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序存储器/数据存储器 50 KB

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

受控系统的可控性可根据比率 Tu/Tg 或 Tu × vmax/Xmax 来估算。规则：

过程类型 Tu / Tg 受控系统的适控性 I < 0.1 可以很好地控制

II 0.1 到 0.3 仍可控制

III > 0.3 难以控制

死时间对受控系统可控性的影响 

具有死时间和恢复功能的受控系统对输出值跳变的响应如下所述。

Tt 死时间

Tu 延迟时间

Tg 恢复时间

y 输出值

x 过程值

具有死时间的自调节受控系统的可控性由 Tt 与 Tg 的比率确定。Tt 必须小于 Tg。规则：

Tt/Tg ≤ 1 

控制原理

2.3 控制部分的特征值

PID 控制

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE 27

受控系统的响应率 

可以根据以下值来判断受控系统：

Tu < 0.5 min、Tg < 5 min = 快速受控系统

Tu > 0.5 min、Tg > 5 min = 慢速受控系统

特定受控系统的参数 

物理量 受控系统 延迟时间 Tu 恢复时间 Tg 上升率 vmax 

温度 小型电热炉 0.5 到 1 min 5 到 15 min 一直到 60 

K/min。

大型电热退火炉 1 到 5 min 10 分钟到 20 分 钟

一直到 20 

K/min。

大型燃气加热退火炉 0.2 到 5 min 3 分钟到 60 分 钟

1 到 30 K/min

蒸馏塔 1 到 7 min 40 到 60 min 0.1 到 0.5° C/s

高压锅 (2.5 m3) 0.5 分钟到 0.7 分 钟

10 分钟到 20 分 钟

未指定

高压锅 12 分钟到 15 分钟 200 分钟到 300 

分钟

未指定

蒸气过热器 30 s 到 2.5 min 1 到 4 min 2°C/s

注塑机 0.5 分钟到 3 分钟 3 分钟到 30 分 钟

5 到 20 K/min

挤压机 1 分钟到 6 分钟 5 分钟到 60 分 钟

包装机 0.5 分钟到 4 分钟 3 分钟到 40 分 钟

2 到 35 K/min

暖气 1 到 5 min 10 到 60 min 1° C/min

控制原理

2.3 控制部分的特征值

PID 控制

28 功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

物理量 受控系统 延迟时间 Tu 恢复时间 Tg 上升率 vmax 

流速 气体管道 0 到 5 s 0.2 到 10 s 不相关

液体管道 无 无

压力 气体管道 无 0.1 s 不相关

用煤气或石油作燃料的汽包锅炉 无 150 s 不相关

采用撞击粉碎机的汽包锅炉 1 到 2 min 2 到 5 min 不相关

容器级别 汽包锅炉 0.6 到 1 min 未指定 0.1 到 0.3 cm/s

速度 小型电动机 无 0.2 到 10 s 不相关

大型电动机 无 5 到 40 s 不相关

蒸汽轮机 无 未指定 50 min–1

电压 小型生成器 无 1 到 5 s 不相关

大型生成器 无 5 到 10 s 不相关

控制原理

2.4 脉冲控制器

PID 控制

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE 29

2.4 脉冲控制器 

无反馈两位控制器 

两位控制器将状态“ON”和“OFF”作为切换函数。 这与  或 0% 输出相对应。 该特性

会使过程值 x 在设定值 w 周围持续振荡。

振幅和波动持续时间随受控系统的延迟时间 Tu 与恢复时间 Tg 之间的比例而增加。 这些

控制器主要用于简单的温度控制系统（例如直接用电加热的炉子），或用作限值报警设

备。

下图显示了两位控制器的特性

① ON

② OFF

Yh 控制范围

w 设定值

控制原理

2.4 脉冲控制器

PID 控制

30 功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE

下图显示了两位控制器的控制函数

① 不带控制器时的响应特性

② 带两位控制器时的响应特性

Tu 延迟时间

Tg 恢复时间

XSd 切换差异

控制原理

2.4 脉冲控制器

PID 控制

功能手册, 11/2019, A5E35300232-AE 31

有反馈两位控制器 

在受控系统具有较长延迟时间的情况下（例如功能空间与加热空间分离的炉），可通过使

用电力反馈改善两位控制器的特性。