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PID 移植
S7-200 SMART 與 S7-200一樣,支持8路PID控制,支持模擬量輸出及PWM輸出
將 S7-200 帶有PID向導生成的程序用 S7-200 SMART打開,提示錯誤,如下圖所示:
圖1. S7-200 PID程序在S7-200 SMART 打開報錯
解決方法:
1,新建 S7-200 SMART項目,并進行正確的設備組態(tài)
2,將 S7-200程序用STEP 7-Micro/win SMART 軟件打開,將除PID子程序之外的程序段復制到新項目
3,修改新項目的 I/O 地址及模擬量轉換量程與S7-200 SMART 匹配
比較 S7-200 與 S7-200 SMART PID回路表,兩者完全相同,如下表所示:
表1. S7-200 與 S7-200 SMART PID 回路對比表
偏移
類型
過程變量(PVn)
包含過程變量,其值必須標定在 0.0 到 1.0 之間
設定值(SPn)
包含設定值,其值必須標定在 0.0 到 1.0 之間
輸出(Mn)
包含計算出的輸出,其值必須標定在 0.0 到 1.0 之間
增益(Kc)
包含增益,為比例常數。 可以是正數或負數
采樣時間
包含采樣時間,單位為秒。 必須是正數
積分時間
包含積分時間或復位,單位為分
微分時間
包含微分時間或速率,單位為分
偏置
包含偏置或積分和值,介于 0.0 到 1.0 之間
前一過程變量
包含上次執(zhí)行 PID 指令時存儲的過程變量值
PID擴展表
‘PIDA’(PID 擴展表,版本 A): ASCII 常數
AT 控制
AT 狀態(tài)
AT 結果
AT 配置
偏差
最大 PV 振蕩幅度的標準化值(范圍: 0.025 到 0.25)
滯后
用于確定過零的 PV 滯后標準化值(范圍: 0.005 到 0.1)
初始輸出階躍
輸出值中階躍變化的標準化大小,用于使 PV 產生振蕩(范圍:0.05 到 0.4)
看門狗時間
兩次過零之間允許的最大秒數值(范圍:60 到 7200)
建議增益
自整定過程確定的建議回路增益
建議積分時間
自整定過程確定的建議積分時間
建議微分時間
自整定過程確定的建議微分時間
實際階躍大小
自整定過程確定的標準化輸出階躍大小值
實際滯后
自整定過程確定的標準化 PV 滯后值
如上表所示,兩者PID回路表完全一致,所以,當將S7-200 PID 指令編程進行移植時,需將反饋與輸出的模擬量地址按照 S7-200 SMART 的地址分配進行修改,同時修改模數轉換數值即可。如下圖所示:
S7-200 支持6路30KHz的高速計數器(224XP支持200KHz),支持13種模式;S7-200 SMART支持4路200KHz(CR40/60僅支持100KHz)高速計數器,支持8種模式,詳細對比參看下表:
表1. S7-200 高速計數功能
紅色:S7-200 SMART 不支持的功能。
表2. S7-200高速計數器尋址
表3. S7-200 SMART 高速計數功能
表4. S7-200 SMART 高速計數器尋址
注意:
1,S7-200 SMART 不支持模式2、模式5、模式8、模式11、模式12(在運動控制向導時勾選);
2,S7-200 SMART 做高速計數需要硬件濾波,如下圖所示:
圖1. S7-200 SMART 濾波時間與頻率關系
注:CR40/60 兩款CPU最高支持 100kHz 頻率
以S7-200 224XP舉例,使用高速計數HSC0,模式9,分別利用指令與向導分別編程,然后移植到S7-200 SMART
首先,將S7-200 高速計數向導與S7-200 SMART高速計數向導橫向對比,如下圖所示:
圖2. 高速計數器及模式選擇
圖3. HSC 初始化選項
圖4.配置中斷及步驟
圖5. HSC 第 1 步
圖6. 完成向導
如上圖所示:S7-200 高速計數向導組態(tài)與S7-200 SMART高速計數向導組態(tài)一致。
具有相同功能由向導生成的 S7-200 項目可直接用S7-200 SMART 打開,按照以下步驟移植:
步驟1:用STEP 7 Micro/Win SMART 打開S7-200 的原程序
步驟2:按照《表3. S7-200 SMART 高速計數功能》,進行高速計數通道的接線
步驟3:按照《圖1. S7-200 SMART 濾波時間與頻率關系》,進行高速計數通道濾波時間的設置
步驟4:編譯下載,下載即可。如下圖示:
圖7. 程序對比
首先,將 S7-200 高速計數的特殊存儲器 ( SM ) 與 S7-200 SMART 高速計數的特殊存儲器 ( SM ) 橫向對比,以 HSC0 如下表所示:
表5. S7-200 與 S7-200 SMART 特殊存儲器(SM)對比
SM36.0~SM36.4
由上表可見,S7-200 與 S7-200 SMART 特殊存儲器(SM)完全一致。
將 S7-200與 S7-200 SMART 高速計數中斷事件功能橫向對比,如下表所示:
表6. S7-200 與 S7-200 SMART 中斷事件功能對比
由上表可見,S7-200 SMART 與 S7-200 相比,S7-200 SMART 高速計數功能所支持的中斷與 S7-200 相同。
具有相同功能由指令生成的 S7-200 項目可直接用S7-200 SMART 打開,按照以下步驟移植:
步驟1:用STEP 7 Micro/Win SMART 打開S7-200 的原程序
步驟2:按照《表3. S7-200 SMART 高速計數功能》,進行高速計數通道的接線
步驟3:按照《圖1. S7-200 SMART 濾波時間與頻率關系》,進行高速計數通道濾波時間的設置
步驟4:編譯下載,下載即可。如下圖示:
圖8. 程序對比
圖9. 功能測試
S7-200 所支持的HSC4、HSC5,及模式2、模式5、模式8、模式11、模式12(在運動控制向導時勾選)能否移植到S7-200 SMART?
答:不能,無論是向導生成,還是指令生成,都不能移植到S7-200 SMART。
S7-200 與 S7-200 SMART相同功能,移植成功后,高速檢測不到脈沖?
答:S7-200 SMART必須修改硬件地址的濾波時間。
S7-200 與 S7-200 SMART 使用PLS指令控制脈沖串輸出(PTO)的SM 定義不同,不能將 S7-200 CPU 編寫的 PLS指令程序直接用于S7-200 SMART。
如表1所示,使用 STEP 7-Micro/Win SMART 打開S7-200 CPU 的 PLS 指令程序需修改控制字節(jié)(SM67.6)和更改周期為頻率(SMW68)。
表1. S7-200 與 S7-200 SMART 的SM 對比
使用 STEP 7-Micro/Win SMART 打開S7-200 CPU 的 PLS 指令程序需修改控制字節(jié)(SM67.6)和更改周期為頻率(SMW68)。
例如:在 S7-200 程序里,編寫 500ms/周期(SMB67=16#8D,SMW68=500ms),裝載周期和脈沖的PTO 輸出程序,移植至S7-200 SMART需要修改SMB67=16#C5,SMW68=2Hz。
圖1. PLS指令單段PTO移植
在單段管道化期間,頻率的上限為65,535Hz,如果需要更高的頻率(最高為100,000Hz),則必須使用多段管道化。
相對于 S7-200 多段 PTO 計算周期增量的方式,S7-200 SMART 多段 PTO 設置更簡單,只需要定義起始、結束頻率和脈沖計數即可,如圖2所示。因此移植時需要重新編寫PTO多段管道化程序。
圖2. 多段PTO操作的包絡表格式對比
對于依照周期時間(而非頻率)的S7-200項目移植至S7-200smart時,可以使用以下公式來進行頻率轉換:
CTFinal = CTInitial + (ΔCT * PC)
FInitial = 1 / CTInitial
FFinal = 1 / CTFinal
如圖3所示,PLS指令多段PTO移植時無論 S7-200 中定義的SMB67為16#A0(1μs/周期)還是16#A8(1ms/周期),S7-200 SMART中都需要改為16#E0。起始、結束頻率根據公式計算,脈沖數不需要改變。
圖3. PLS指令多段PTO移植
計算包絡段的加速度(或減速度)和持續(xù)時間有助于確定正確的包絡表值,可按如下公式計算 Ts 段持續(xù)時間:
ΔF = FFinal - FInitial
Ts = PC / (Fmin + (|ΔF| / 2 ) )
As = ΔF / Ts
注意:如果 Ts 段持續(xù)時間少于 500 微秒,將導致 CPU 沒有足夠的時間來計算 PTO 段值。 PTO 管道下溢位(SM66.6、SM76.6 和 SM566.6)將置為 1,PTO 操作終止。
S7-200 SMART CPU 沒有類似 S7-200 CPU 的高速計數器模式 12 功能。
S7-200 SMART CPU 硬件脈沖輸出接到輸入,配置高速計數器向導并調用 HSC 子程序可監(jiān)視 PTO 脈沖數量 。如下圖4所示:
圖4. S7-200 SMART PTO 脈沖數測量
PID 向導移植
PID 指令移植
S7-200
S7-200 SMART
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
41
42
43
44
48
52
56
60
64
68
72
76
高速計數功能移植
模式
描述
輸入點
HSC0
I0.0
I0.1
I0.2
HSC1
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
HSC2
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
HSC3
I0.1
HSC4
I0.3
I0.4
I0.5
HSC5
I0.4
0
帶有內部方向控制的單相計數器
時鐘
1
時鐘
復位
2
時鐘
復位
啟動
3
帶有外部方向控制的單相計數器
時鐘
方向
4
時鐘
方向
復位
5
時鐘
方向
復位
啟動
6
帶有增減計數時鐘的雙相計數器
增時鐘
減時鐘
7
增時鐘
減時鐘
復位
8
增時鐘
減時鐘
復位
啟動
9
A/B相正交計數器
時鐘A
時鐘B
10
時鐘A
時鐘B
復位
11
時鐘A
時鐘B
復位
啟動
高速計數器號
HSC0
HSC1
HSC2
HSC3
HSC4
HSC5
新當前值(僅裝入)
SMD38
SMD48
SMD58
SMD138
SMD148
SMD158
新預置值(僅裝入)
SMD42
SMD52
SMD62
SMD142
SMD152
SMD162
當前計數值(僅讀取)
HC0
HC1
HC2
HSC3
HSC4
HSC5
模式
描述
輸入點
HSC0
I0.0
I0.1
I0.4
HSC1
I0.1
HSC2
I0.2
I0.3
I0.5
HSC3
I0.3
0
帶有內部方向控制的單相計數器
時鐘
1
時鐘
復位
3
帶有外部方向控制的單相計數器
時鐘
方向
4
時鐘
方向
復位
6
帶有增減計數時鐘的雙相計數器
增時鐘
減時鐘
7
增時鐘
減時鐘
復位
9
A/B相正交計數器
時鐘A
時鐘B
10
時鐘A
時鐘B
復位
高速計數器號
HSC0
HSC1
HSC2
HSC3
新當前值(僅裝入)
SMD38
SMD48
SMD58
SMD138
新預置值(僅裝入)
SMD42
SMD52
SMD62
SMD142
當前計數值(僅讀取)
HC0
HC1
HC2
HSC3
高速計數功能移植案例
向導移植
指令移植
S7-200
S7-200 SMART
HSC0 計數器狀態(tài)字
保留
SM36.5
SM36.6
SM36.7
HSC0 計數器控制字
SM37.0
0=高電平有效
1=低電平有效
SM37.1
保留
SM37.2
0=4x
1=1x
SM37.3
SM37.4
SM37.5
SM37.6
SM37.7
SMD38
SMD42
S7-200
S7-200 SMART
中斷號
中斷號
中斷事件
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
27
27
28
28
29
29
30
30
31
31
32
32
33
33
常問問題
PLS指令移植
PLS指令的單段管道化
Q0.0
S7-200
S7-200 SMART
SM67.0
PTO更新周期
PTO更新頻率
SM67.1
未使用
未使用
SM67.2
PTO更新脈沖計數值
PTO更新脈沖計數值
SM67.3
PTO時間基準:0=1μs,1=1ms
未使用
SM67.4
未使用
未使用
SM67.5
PTO操作:0=單段,1=多段
PTO操作:0=單段,1=多段
SM67.6
PTO/PWM模式選擇:0=PTO,1=PWM
PTO/PWM模式選擇:0=PWM,1=PTO
SM67.7
PTO啟用:0=禁止,1=啟用
PTO啟用:0=禁止,1=啟用
SMW68
PTO周期
PTO頻率
PLS指令的多段管道化
CTInitial
段啟動周期時間 (s)
ΔCT
段增量周期時間 (s)
PC
段內脈沖數量
CTFinal
段結束周期時間 (s)
FFInitial
段起始頻率 (Hz)
FFinal
段結束頻率 (Hz)
Ts
段持續(xù)時間 (s)
As
段頻率加速度 (Hz/s)
PC
段內脈沖數量
Fmin
段最小頻率 (Hz)
ΔF
段增量(總變化)頻率 (Hz)
S7-200 SMART PTO 脈沖數測量