Siemens 6ES7223-1BH22-0XA0 EM 223 Digital Input / Output Module 6ES7223-1BH22-0XA0 用户手册

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6ES7223-1BH22-0XA0
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S7-200 Systemhandbuch
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Differentialanteil in der PID-Gleichung
Der Differentialanteil MD ist proportional zu der Änderung der Regeldifferenz. Die von der S7-200
verwendete Gleichung für den Differentialanteil lautet wie folgt:
MD
n
=
K
C
*
T
D
/
T
S
*
((SW
n
- IW
n
) - (SW
n - 1
- IW
n - 1
))
Damit bei Änderungen des Sollwerts Schrittänderungen oder Sprünge in der Stellgröße aufgrund
des Differentialverhaltens vermieden werden, wird für diese Gleichung angenommen, dass der
Sollwert eine Konstante ist (SW
n
= SW
n - 1
). Deshalb wird die Änderung des Istwerts (der
Prozessvariablen) und nicht die Änderung der Regeldifferenz berechnet. Dies zeigt folgende
Gleichung:
MD
n
=
K
C
*
T
D
/
T
S
*
(SW
n
- IW
n
- SW
n
+ IW
n - 1
)
oder auch:
MD
n
=
K
C
*
T
D
/
T
S
*
(IW
n - 1
- IW
n
)
Erklärung:
MD
n
Wert des Differentialanteils der Stellgröße bei Abtastzeit n
K
C
Verstärung
T
S
Abtastzeit im Regelkreis
T
D
Differentialzeit des Regelkreises (wird auch Vorhaltezeit genannt)
SW
n
Sollwert bei Abtastzeit n
SW
n-1
Sollwert bei Abtastzeit n-1
IW
n
Istwert (Wert der Prozessvariablen) bei Abtastzeit n
IW
n-1
Istwert (Wert der Prozessvariablen) bei Abtastzeit n - 1
Für die Berechnung des nächsten Differentialanteils muss der Istwert und nicht die Regeldifferenz
gespeichert werden. Bei der ersten Berechnung wird der Wert von SW
n - 1
mit dem Wert von SW
n
initialisiert.
Auswählen des Reglers
In vielen Regeleinrichtungen sind häufig nur ein oder zwei verschiedene Regler erforderlich. Es
kann beispielsweise nur ein Proportionalregler oder es können ein Proportional- und ein
Integralregler eingesetzt werden. Sie können die erforderlichen Regler auswählen, indem Sie den
konstanten Parameter auf einen bestimmten Wert setzen.
Benötigen Sie kein Integralverhalten (keinen I-Anteil in der PID-Berechnung), dann müssen Sie
einen unendlichen Wert ”INF” für die Integralzeit angeben. Auch ohne Integralanteil darf der Wert
für den Integralanteil wegen des Anfangswerts der Integralsumme MX nicht Null sein.
Benötigen Sie kein Differentialverhalten (keinen D-Anteil in der PID-Berechnung), dann müssen
Sie für die Differentialzeit den Wert 0,0 angeben.
Benötigen Sie kein Proportionalverhalten (keinen P-Anteil in der PID-Berechnung), sondern nur I-
oder ID-Regler, dann müssen Sie für die Verstärkung den Wert 0,0 angeben. Die Verstärkung im
Regelkreis ist ein Faktor in den Gleichungen zum Berechnen des Integral- und des
Differentialanteils. Wenn Sie also für die Verstärkung den Wert 0,0 angeben, dann resultiert
daraus, dass für die Verstärkung der Wert 1,0 in der Berechnung des Integral- und des
Differentialanteils eingesetzt wird.
Umwandeln und Normalisieren der Eingangswerte
Ein Regelkreis verfügt über zwei Eingangsvariablen, den Sollwert und den Istwert
(Prozessvariable). Der Sollwert ist üblicherweise ein fester Wert wie z.B. beim Einstellen einer
Geschwindigkeit für einen Fahrgeschwindigkeitsregler (Tempomat) im Pkw. Die Prozessvariable
ist ein Wert, der sich auf die Stellgröße des Regelkreises bezieht und deshalb die Auswirkungen
misst, die die Stellgröße auf das geregelte System hat. In dem Beispiel des Tempomats ist die
Prozessvariable der Eingabewert eines Drehzahlmessers, der die Drehgeschwindigkeit der Räder
misst.