PID Self-Tuner: автонастройка ПИД-регулятора на промышленных контроллерах (ПЛК) Siemens Simatic S7

Существует множество способов настройки ПИД-регуляторов. Некоторые из них простые, другие более сложные, но все они сводятся к решению задачи подбора оптимальных настроек пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих регулятора. Какой бы способ вы не решили использовать, так или иначе вам придется залезть в учебник по теории автоматического управления и ознакомиться с разделом по ПИД регулированию. Это безусловно полезно, и мы всем настоятельно рекомендуем изучить учебник по ТАУ, чтобы хотя бы владеть пониманием процесса такого регулирования. А вот для реального подбора настроек ПИД регулятора можно воспользоваться утилитой PID Self-Tuner, которая позволяет в интерактивном режиме подбирать оптимальные параметры регулирования для вашей системы, работающей на базе промышленных контроллеров (ПЛК) Siemens Simatic S7-300, S7-400 и других.

Для работы PID Self-Tuner, помимо программного пакета Siemens Simatic STEP-7, необходимо наличие установленной утилиты Standart PID Control.

По уверению разработчиков из компании Siemens, особенно полезным и качественным будет использование PID Self-Tuner при работе с системами регулирования температуры, регулирования уровня и регулирования скорости потока вещества. То есть в таких процессах, в которых обеспечивается:

• стабильность времени запаздывания переходной характеристики,
• небольшое значение времени запаздывания,
• линейность характеристики на всем рабочем диапазоне,
• отсутствие помех (для термических процессов),
• невысокое значение коэффициента усиления процесса.

Утилита PID Self-Tuner использует для работы два функциональных блока: FB TUN_EC – для ПИД регуляторов непрерывного управления и FB TUN_ES – для ПИД регуляторов пошагового управления.

Функциональные блоки позволяют выполнять ряд функций для управления и оптимизации настроек ПИД регуляторов. Основные функции приведены ниже:

1. Первичная настройка ПИД регулятора (выполняется только при положительном ступенчатом изменении ступенчатой переменной);
2. Интерактивная настройка ПИД регулятора (оптимизация настроек при использовании положительного ступенчатого изменения сигнала уставки, в случае смены рабочей точки или видоизменения переходной характеристики процесса);
3. Переключение между ручным и автоматическим режимом работы регулятора;
4. Оптимизация параметров регулятора (для возможности использования функции оптимизации необходимо провести идентификацию характеристик процесса регулирования, а далее на основе полученных характеристик производится переконфигурирование параметров ПИД регулятора).