西門子將電氣化、自動化、數(shù)字化的力量融入各行各業(yè)，以前所未見的高度、速度、精度和深度，讓關(guān)鍵所在，逐一實(shí)現(xiàn)。
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全新原裝: 參數(shù)
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PID控制的難點(diǎn)在于整定控制器的參數(shù)。為了學(xué)習(xí)整定PID控制器參數(shù)的方法，必須做閉環(huán)實(shí)驗(yàn)，開環(huán)運(yùn)行PID程序沒有任何意義。用硬件組成一個閉環(huán)需要PLC的CPU模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊，此外還需要被控對象、檢測元件、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如可以用電熱水壺作為被控對象，用熱電阻檢測溫度，用溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓，用移相控制的交流固態(tài)調(diào)壓器作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
有沒有比較簡單的實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法呢？
在控制理論中，用傳遞函數(shù)來描述被控對象、檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和PID控制器。
被控對象一般是串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的組合。在實(shí)驗(yàn)室可以用以運(yùn)算放大器為核心的模擬電路來模擬廣義的被控對象（包括檢測元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的傳遞函數(shù)。我曾將這種運(yùn)放電路用于S7-200和S7-1200的PID參數(shù)自動調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)。
用運(yùn)算放大器模擬被控對象一般需要做印刷電路板，還是比較麻煩。有沒有更簡單的方法呢？
除了用運(yùn)算放大器來模擬被控對象的傳遞函數(shù)，也可以用PLC的程序來模擬。為此我編寫了用來模擬被控對象的S7-200的子程序，它也可以用于S7-200 SMART。使用模擬的被控對象的PID閉環(huán)示意圖如下圖所示，虛線右邊是被控對象，DISV是系統(tǒng)的擾動輸入值。虛線左邊是PLC的PID控制程序。
被控對象的數(shù)學(xué)模型為3個串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)，其增益為GAIN，3個慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)分別為TIM1～TIM3。其傳遞函數(shù)為
分母中的“s”為自動控制理論中拉普拉斯變換的拉普拉斯算子。將某一時間常數(shù)設(shè)為0，可以減少慣性環(huán)節(jié)的個數(shù)。圖中被控對象的輸入值INV是PID控制器的輸出值。被控對象的輸出值OUTV作為PID控制器的過程變量（反饋值）PV。
下圖是模擬被控對象的子程序，實(shí)際上只用了兩個慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)分別為5000ms和2000ms。用與PID的采樣周期相同的定時中斷時間間隔來調(diào)用這個子程序。
下圖是用來監(jiān)視PID回路運(yùn)行情況的STEP 7-Micro/WIN的PID調(diào)節(jié)控制面板，可以用它進(jìn)行PID參數(shù)自整定或手動調(diào)節(jié)PID參數(shù)的實(shí)驗(yàn)。標(biāo)有PV（即被控量）的是過程變量的階躍響應(yīng)曲線。
將上圖中的積分時間由0.03min（分鐘）增大到0.12min，下圖的超調(diào)量有明顯的減小。通過修改PID的參數(shù)，觀察被控量階躍響應(yīng)曲線給出的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間等特征量的變化情況，可以形象直觀、快速地學(xué)習(xí)和掌握PID參數(shù)的整定方法。
以簡馭繁 專享過程SIMATIC PCS 7 Process Automation Controller控制器，以快速運(yùn)算、精準(zhǔn)控制成為自動化系統(tǒng)的靈魂。以同一硬件和固件平臺配以不同規(guī)格的系統(tǒng)擴(kuò)展卡，自如駕馭不同規(guī)模的自動化系統(tǒng)，使紛繁復(fù)雜的控制策略得以實(shí)現(xiàn)，是 SIMATIC PCS 7 控制器設(shè)計(jì)的主旨。過程工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｏ碓摽羁刂破鞯乃袃?yōu)異性能，全方位的西門子過程工業(yè)控制器，將使自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型變得簡單明了，系統(tǒng)維護(hù)輕松易行、備件成本真實(shí)可控。 
可擴(kuò)展的應(yīng)用裝置規(guī)模，從100到100.000 I/Os
CPU410是市場上最強(qiáng)勁的控制器
“為你用的東西花錢”- 多層次的價格針對軟/硬件
多樣的用戶界面概念從面板到遠(yuǎn)程控制中心
多樣的功能通過PCS7選件（如: TeleControl, PowerControl)
所有的部件都能冗余
對于所有通訊的高可用性、(模擬量/HART, FF, Profibus, Profinet)
應(yīng)用層面的易于使用
靈活的模塊冗余
為客戶特別需求量身定做
控制器的物理分離(<= 10公里)和IO 模塊（不同機(jī)架）
包括安全和防爆配置直到 SIL 3
一體化的工程設(shè)計(jì)環(huán)境
從COMOS開始進(jìn)行工廠設(shè)計(jì); 根據(jù)工藝層級對工廠進(jìn)行建模; 采用CFC，SFC和安全矩陣等工具進(jìn)行圖形化組態(tài); 面向過程對象的庫; 工程組態(tài)流程中有效嵌入仿真功能
協(xié)同工程組態(tài)
多用戶和多項(xiàng)目工程組態(tài); 批量工程組態(tài)(IEA, AES)
在線工程組態(tài)
設(shè)備運(yùn)行過程中執(zhí)行更改; 簡單升級無需調(diào)整組態(tài)
通過高級過程庫（Advanced Process Library）實(shí)現(xiàn)舒適操控
通過高級過程畫面（Advanced Process Graphics）快速監(jiān)視工廠總貌
通過先進(jìn)控制（Advanced Process Control）優(yōu)化生產(chǎn)
前沿的報警管理系統(tǒng)
通過Process Historian和Information Server全面展示生產(chǎn)歷史信息
通過HART或者現(xiàn)場總線 (Profinet / Profibus / FF)，集成模擬量設(shè)備參數(shù)的讀寫功能
通過PDM組態(tài)現(xiàn)場設(shè)備
維護(hù)站可提供診斷總貌
條件監(jiān)視功能塊提供詳細(xì)設(shè)備監(jiān)視
“安全集成”- 在同一自動化基礎(chǔ)構(gòu)架上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的和安全相關(guān)的自動化任務(wù)
基于規(guī)則化和經(jīng)認(rèn)證的信息技術(shù)的安全概念，并使用驗(yàn)證的部
用戶自定義報警顏色
SIMATIC PCS 7 提供靈活的行業(yè)庫概念:
APL為用途和功能設(shè)定標(biāo)準(zhǔn); IL提供擴(kuò)展功能技術(shù)塊; 行業(yè)特定產(chǎn)品, 例如. CEMAT, SIPAT …
SIMATIC PCS 7還允許集成其他技術(shù)組件:
SIMATIC Batch & Route Control + APF; SIMATIC PCS 7 PowerControl; SIMATIC PCS 7 TeleControl ...
系統(tǒng)兼容性測試
自動的更新步驟
系統(tǒng)的可靠性策略是生命周期的基礎(chǔ)
通用的管理平臺減少管理工作量
SIMATIC S7-1500 CPUs 沒有最快，只有更快！SIMATIC S7-1500 卓越的系統(tǒng)性能極大縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時間，進(jìn)而優(yōu)化了控制質(zhì)量并提高了系統(tǒng)性能。
SIMATIC S7-1500 的信號處理速度更為快速，極大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。
SIMATIC S7-1500 帶有多達(dá) 3 個 PROFINET 接口。
其中，兩個端口具有相同的 IP 地址，適用于現(xiàn)場級通信；第三個端口具有獨(dú)立的 IP 地址，可集成到公司網(wǎng)絡(luò)中。
通過 PROFINET IRT，可定義響應(yīng)時間并確保高度精準(zhǔn)的設(shè)備性能。
中央處理單元 (CPU) 是 SIMATIC S7-1500 的核心組件。它們除了可以執(zhí)行用戶程序，還可用于連接控制器和其它自動化組件。
首次發(fā)布的產(chǎn)品中包含以下三種 CPU：
CPU-1511-1 PN 適用于中小型應(yīng)用
CPU-1513-1 PN 適用于大中型應(yīng)用
CPU-1516-3 PN/DP 適用于要求較高的大型應(yīng)用和其它通信任務(wù)
憑借各種創(chuàng)新技術(shù)，SIMATIC S7-1500 的 CPU 極大地提升了生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。該系列 CPU 的硬件設(shè)計(jì)緊湊。組件和模塊高度集成、通用性強(qiáng)，不僅節(jié)省了機(jī)柜空間，同時還降低了備件的庫存費(fèi)用。
最優(yōu)性能
機(jī)器的響應(yīng)時間降至最低，極大提升了生產(chǎn)效率（控制質(zhì)量）
縮短了循環(huán)時間，提高了生產(chǎn)效率
相同的循環(huán)時間內(nèi)可執(zhí)行更多程序
顯示調(diào)試和診斷信息
主機(jī)架模塊和分布式模塊中統(tǒng)一使用純文本診斷信息，縮短了停機(jī)時間
可直接使用用戶特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，無需進(jìn)行現(xiàn)場編程
支持在操作過程中對顯示屏進(jìn)行熱插拔操作
可通過 TIA 博途設(shè)置顯示屏操作密碼
使用壽命更長，運(yùn)行時間長達(dá) 50,000 小時
每個 CPU 上都支持 PROFINET 標(biāo)準(zhǔn)
PN IRT (V2.2) 可確保精準(zhǔn)的響應(yīng)時間以及工廠設(shè)備的高精度操作
高端 CPU 上附帶的以太網(wǎng)接口，便于集成到工廠網(wǎng)絡(luò)中
Web server，可快速瀏覽服務(wù)和診斷信息
創(chuàng)新的存儲機(jī)制
充足的存儲空間，可用于各行業(yè)的所有應(yīng)用
靈活的存儲卡機(jī)制，適合各種項(xiàng)目規(guī)模
較大的存儲空間：支持高達(dá) 2 GB 的存儲卡，可存儲項(xiàng)目數(shù)據(jù)、歸檔、配方和相關(guān)文檔
優(yōu)化后的數(shù)據(jù)模塊，可精確選擇剩余存儲空間中的數(shù)據(jù)。
優(yōu)化的診斷機(jī)制
通過對 STEP 7、HMI、Web server、CPU 顯示屏中數(shù)據(jù)的統(tǒng)一顯示，實(shí)現(xiàn)了高效的故障分析
統(tǒng)一集成的系統(tǒng)診斷功能，即便增加機(jī)器設(shè)備數(shù)量，也無需額外進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃
即便 CPU 處于 STOP 模式，也不會丟失系統(tǒng)錯誤消息
全符號編程，極大提高了程序的可讀性
提高了編譯器性能，縮短了程序循環(huán)時間
在所有 IEC 語言中支持64 位數(shù)據(jù)類型，編程工藝更為精準(zhǔn)
統(tǒng)一下載所有程序變更
LD 和功能設(shè)備中集成計(jì)算功能塊，簡化了復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算過程
信息安全集成
通過控制器安全級別的保護(hù)機(jī)制，提高了系統(tǒng)安全，防止通過 HMI 進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的訪問
通過對組件和程序進(jìn)行信息安全保護(hù)，增強(qiáng)投資保護(hù)力度
對項(xiàng)目規(guī)劃數(shù)據(jù)、固件文件以及安全通信進(jìn)行完整性和機(jī)密性保護(hù)，提高了設(shè)備的可用性
兼容性 / 即插即用
在現(xiàn)有 S7 項(xiàng)目中，通過重復(fù)使用所有 S7-1500 CPU 上的程序以及集成的移植工具，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有專有知識的投資保護(hù)
通過將硬件數(shù)據(jù)上傳到工程組態(tài)，實(shí)現(xiàn)各種硬件的快速準(zhǔn)確識別
使用符號上傳整個項(xiàng)目，進(jìn)行維修操作時無需打開當(dāng)前項(xiàng)目
技術(shù)集成
集成標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動控制功能，靈活連接支持 PROFIdrive 的所有驅(qū)動裝置
集成標(biāo)準(zhǔn) PLCopen 組件，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目快速實(shí)施
TRACE 功能：可循環(huán)記錄多達(dá) 16 個變量，實(shí)現(xiàn)控制程序和驅(qū)動裝置的精確優(yōu)化
記錄CPU 不同存儲區(qū)的數(shù)據(jù)，便于查找偶發(fā)錯誤
集成的 PID 控制器，可簡化閉環(huán)控制任務(wù)：控制參數(shù)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了最佳控制質(zhì)量（PID 控制器），從而節(jié)省了操作時間
PID Compact/PID 3-Step：帶有模擬量或脈沖寬度調(diào)制輸出的連續(xù)控制器，以及適用于帶有自整定功能的外部執(zhí)行器（如閥門）的特殊步進(jìn)控制器
操作方式
其操作方式主要有AUTOMATIC(自動)、JOG(手動)、示教（TEACHIN） 手動輸入運(yùn)行（MDA） ，自動方式：程序的自動運(yùn)行，加工程序中斷后，從斷點(diǎn)恢復(fù)運(yùn)行；可進(jìn)行進(jìn)給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運(yùn)轉(zhuǎn)。
輪廓和補(bǔ)償
840D可根據(jù)用戶程序進(jìn)行輪廓的沖突檢測、刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)入和退出策略及交點(diǎn)計(jì)算、刀具長度補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償棚測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、反向間隙補(bǔ)償、過象限誤差補(bǔ)償?shù)取?/p>
安全保護(hù)功能
數(shù)控系統(tǒng)可通過預(yù)先設(shè)黃軟極限開關(guān)的方法．進(jìn)行工作區(qū)域的限制及程序執(zhí)行中的進(jìn)給減速，同時還可以對主鈾的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。
NC編程
840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標(biāo)準(zhǔn)(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，具有高級語言編程特色的程序編輯器，可進(jìn)行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時進(jìn)行，系統(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存，用于零件程序、刀具偏置、補(bǔ)償?shù)拇鎯Α?/p>
PLC編程
840D的集成式PLC完全以標(biāo)準(zhǔn)sIMAncs7模塊為基礎(chǔ)，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴(kuò)展到288KB，u／o模塊可擴(kuò)展副2048個輸入／輸出點(diǎn)、PLC程序能以極高的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)控機(jī)床發(fā)送運(yùn)動停止／起動等指令。
操作部分硬件
840D系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Windows98／2000下開發(fā)自定義的界面。此外，2個通用接過RS232可使主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行通信，用戶還可通過磁盤驅(qū)動器接口和打印機(jī)并聯(lián)接口完成程序存儲、讀入及打印工作。
顯示部分
840D提供了多沿種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語自轉(zhuǎn)換為一種語言，系統(tǒng)提供的話言有巾文、英語、德語、西班牙語、法語、意大利語：顯示屏上可顯示程序塊、電動機(jī)軸位置、操作狀態(tài)等信息。
1. 西門子數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成
西門子數(shù)控系統(tǒng)有很多種型號，首先我們來觀察一下802D所構(gòu)成的實(shí)物圖，SINUMERIK 802D是個集成的單元，它是由NC以及PLC和人機(jī)界面（HMI）組成，通過PROFIBUS總線連接驅(qū)動裝置以及輸入輸出模板，完控制功能。
聯(lián) 系 人： 黃勇《黃工》 24小時聯(lián)系手機(jī)： 13701633515直線銷售 電 話： 021-31660605 在 線 商 務(wù) QQ： 77956468通過PROFIBUS實(shí)現(xiàn)的快速現(xiàn)場總線通訊－現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)
由于S7-1200和現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS之間最近的連接－反應(yīng)迅速的強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)－，在將來會實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級至控制級之間的統(tǒng)一通訊。這是我們小型自動化領(lǐng)域中一種最重要的要求。
有兩個將S7-1200連接到PROFIBUS的新通訊模塊（CM）。作為DP從站，最多可以與DP Master CP 1243-5連接16個現(xiàn)場設(shè)備，例如作為分散的外圍設(shè)備ET 200單元。S7-1200具有CM 1242-5 的DP從站的功能，因此，可連接到任何其他DP主站。通過背板總線輕松地將兩個模塊連接到左側(cè)的CPU。
連網(wǎng)簡單
為了減少布線和提供最大的連網(wǎng)靈活性， CSM 1277小型交換機(jī)模塊可用于配置統(tǒng)一或者混合網(wǎng)絡(luò)－采用線型、樹型或星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。CSM 1277是一個4端口非管理型交換機(jī)，允許您將SIMATIC S7-1200與最多三個額外的設(shè)備相連接。
遠(yuǎn)程控制應(yīng)用簡單
新的通訊處理器CP 1242-7能夠通過移動電話網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)從一個集線器實(shí)現(xiàn)對分布式S7-1200單元的監(jiān)測和控制。
新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外，還設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，最大程度提高生產(chǎn)效率。無論是小型設(shè)備還是對速度和準(zhǔn)確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。SIMATIC S7-1500 無縫集成到 TIA 博途中，極大提高了工程組態(tài)的效率。
SIMATIC S7-1500 采用模塊化結(jié)構(gòu)，各種功能皆具有可擴(kuò)展性。
每個控制器中都包含有以下組件：
一個中央處理器 (CPU)，用于執(zhí)行用戶程序
一個或多個電源
信號模塊，用作輸入/輸出
以及相應(yīng)的工藝模塊和通信模塊。