云南西门子伺服总代理 原厂原装正品

一、概述

　　在工业自动化领域，西门子PLC S7-200使用灵活，用途广泛，常常作为小型自动化控制系统的解决方案。在西门子PLC S7-200的控制系列中，有时会使用到PID控制，这种经典的控制方式在多种工艺过程中都有广泛的使用。西门子PLC S7-200的软件中，为用户提供了PID控制的功能块，并且有PID的配置向导，用户可以通过软件轻松的进行配置编程和调试。本文下面就对西门子PLC S7-200系列PID的实现方法做一个介绍，供用户在使用时进行参考。

　　二、西门子PLC S7-200 PID实现方法

　　PID控制较初在模拟量控制系统中实现，随着离散控制理论的发展，PID也在计算机化控制系统中实现。

　　为便于实现，S7-200中的PID控制采用了迭代算法。计算机化的PID控制算法有几个关键的参数Kc（Gain，增益），Ti（积分时间常数），Td（微分时间常数），Ts（采样时间）。

　　在S7-200中PID功能是通过PID指令功能块实现。通过定时（按照采样时间）执行PID功能块，按照PID运算规律，根据当时的给定、反馈、比例－积分－微分数据，计算出控制量。

　　PID功能块通过一个PID回路表交换数据，这个表是在V数据存储区中的开辟，长度为36字节。因此每个PID功能块在调用时需要*两个要素：PID控制回路号，以及控制回路表的起始地址（以VB表示）。

　　由于PID可以控制温度、压力等等许多对象，它们各自都是由工程量表示，因此有一种通用的数据表示方法才能被PID功能块识别。S7-200中的PID功能使用占调节范围的百分比的方法抽象地表示被控对象的数值大小。在实际工程中，这个调节范围往往被认为与被控对象（反馈）的测量范围（量程）一致。

　　PID功能块只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上就是百分比）作为反馈、给定与控制输出的有效数值，如果是直接使用PID功能块编程，必须保证数据在这个范围之内，否则会出错。其他如增益、采样时间、积分时间、微分时间都是实数。

　　三、总结

　　综上所述，西门子PLC S7-200系列的编程软件为用户提供了PID功能，使得用户可以轻松的按照该功能进行操作，从而提高了编程效率和正确性。通过编程软件中的PID向导生成的PID模块，可以帮助用户很好对控制对象进行控制，并且在调试过程中提高了效率。如果用户需要更多的了解和使用西门子PLC系列，我们也会更好的提供相关技术支持。

西门子变频器有多种类型，例如：西门子变频器MM4系列，西门子变频器SINAMICS系列。这些西门子变频器是由主回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成，用来实现对自动化驱动控制系统中的电机进行调速控制。本文下面对西门子变频器控制电机的原理做一个分析，供用户在调试过程中提供参考。

　　二、西门子变频器控制电机的原理

　　1.变频器50Hz以上的应用情况

　　大家知道，对一个特定的电机来说，其额定电压和额定电流是不变的。

　　如变频器和电机额定值都是：15kW/380V/30A，电机可以工作在50Hz以上。

　　当转速为50Hz时，变频器的输出电压为380V，电流为30A.这时如果增大输出频率到60Hz，变频器的较大输出电压电流还只能为380V/30A.很显然输出功率不变.所以我们称之为恒功率调速.

　　这时的转矩情况怎样呢?

　　因为P=wT(w:角速度，T:转矩).因为P不变，w增加了，所以转矩会相应减小。

　　我们还可以再换一个角度来看:

　　电机的定子电压U=E+I*R(I为电流，R为电子电阻，E为感应电势)

　　可以看出，U,I不变时，E也不变.

　　而E=k*f*X，(k:常数，f：频率，X:磁通)，所以当f由50-->60Hz时，X会相应减小

　　对于电机来说，T=K*I*X，(K:常数，I:电流，X:磁通)，因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.

　　同时，小于50Hz时，由于I*R很小，所以U/f=E/f不变时，磁通(X)为常数.转矩T和电流成正比.这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力.并称为恒转矩调速(额定电流不变-->较大转矩不变)

　　结论：当变频器输出频率从50Hz以上增加时，电机的输出转矩会减小.

　　2.当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将降低

　　通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速.(T=Te，P<=Pe)

　　变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。

　　当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。

　　因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)

　　3.其他和输出转矩有关的因素

　　发热和散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响变频器的输出转矩能力。

　　载波频率：一般变频器所标的额定电流都是以较高载波频率，较高环境温度下能保证持续输出的数值.降低载波频率，电机的电流不会受到影响。但元器件的发热会减小。

　　环境温度：就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.

　　海拔高度：海拔高度增加，对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m以下可以不考虑.以上每1000米降容5%就可以了.

　　三、总结

　　综上所述，本文介绍了西门子变频器控制电机的原理，并进行了分析，用户可以在了解原理的基础上进行调速控制，确保控制系统的正常稳定运行。如果用户需要更多的了解和使用西门子变频器，我们也会更好的提供相关技术支持。