西门子CPM功能块使用入门.pdf西门子CPM功能块使用入门pdf,西门子CPM功能块使用入门：基

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详细说明：西门子CPM功能块使用入门pdf,西门子CPM功能块使用入门：基于PID运算的单回路闭环控制是目前自动控制领域运用最为广泛的一种经典控制方案，几乎所有的工业生产领域都会涉及到单回路闭环控制。西门子PCS7除了能实现基本的PID控制以及实现各种PID高级算法，还能实现PID的自整定（PID tuner）和PID控制性能的智能评估（CPM）。控制性能监视功能块(CPM)作为 SIMATIC PCS 7 高级过程控制(APC)的一个功能，可用于监视自动控制回路的性能。合理分析CPM功能块计算出来的数据，可以帮助工厂操作员发现控制单元中存在的隐患，以便及时采取措施来预防可能出现的问题。SIEMENS 目录功能块使用入门 l控制性能监控功能块为何需要使用功能块功能块工作原理功能组态安装组态程序组态组态功能使用步骤组态整定牷控闭环控制回路工作状态初始化步骤评估中的参数当工況发生较大变化时,重新初始化通过概率分布图( )评估设备状态功能块扩展应用 SIEMENS 控制性能监控功能块控制性能监控功能块()是版本之后推出的一款用于监控控制回路性能的玏能块,它可以评估控制囯路当前自动调节的能力。更重要的是,它能够监视控制回路的控制性能。通过观察及相应参数,工厂操作员可以直观的发现控制回路性能的变化,提早采取措施來预防自动控制回路的控制性能降低为何需要使用功能块功能玦可以通过监控和统讪控制叫路的数摭,计算岀控制囯路的动态特性和稳态特性,以数摭的方式帮助操作人员直观的分析控制凹路的控制性能,帮助维护人员及时的发现控制回路参数的失配或现场控制设备控制性能的衰减,起到提早预防自动控制失效等故障情况的出现。可以长期的监控控制国路的性能,并计算出: ·稳态特性:当控制冋路的τ作点(设定值)不发生改变时,功能垗监控控制回路的稳态特性,包括: 被控变量()的平均值,方差和被控变量的标准差; 控制变量()的平均值和控制差评估控制回路的稳态过程增益。 ·动态特性:当控制回路的工作点(设定值)变化,控制回路做出阶跃响应时, 功能块监控控制回路的动态特性,包括: 控制回路的响应和稳定时间,衰减比: 超调量合理的应用功能块可以帮助我们分析下列问题: 哪些控制回路可以投入闭环控制; 哪些控制叫路没有正常工作哪些控制路应该进行优化 ·哪些现场控制设备可能需要进行维护。 SIEMENS 功能块工作原理功能块动态的统计、计算和评佔控制冋路的设定(),被控量()和控量 ()。并根据这些数据计算出这个控制回路的控制性能指标()。工作原理如下图: atrc performance nde ConPerMon PID Prozess 图功能图功能块会根据当期控制冋路的状态来分析不同的性能指标。比如:当控制冋路的T 作点是一个稳定数值(不变) 会根据控制量和被控量的方差、平均值等来评佔控制回路的稳态特性。当控制回路的工作点发生改变(出现阶跃),即当前的主要控制目标是让被控量忺速、准确和稳定的切换到新的工作点。这个时候就通过统计并计算控制回路的超调,衰狨比和稳定时间等来评估控制回路的动态特性。当控制回路岀现故障的时候,比如偏差超出设定上限时。会在上位运行画面中产生相应的报警信息。功能组态安装从开始就集成了功能块,不需要额外安装。在不同版本的下功能块在不同的库中。以下为各版本功能块所在的库: 组态功能块对应一个功能块使用。在功能块的命名上,需要注意必须要与对应的功能块名称一致。比如,功能块名称为 ”,那么功能 SIEMENS 块的名称就必须是。如果不遵循这种命名方式,在上位监控画面中, 的操作面板就无法自动的加载与这个控制回路相关的趋势。程序组态功能块的组态步骤: 丁开编缉器,从功能厍中拖入功能块,并且将该功能块声明为下一个功能块的插入点,确保功能块和功能块的执行顺序。 PIDComL nCg Jump Back atch∩千 0.0-Dea ede cessor for insertion position ft 0.0-co asP_Li bject propertie OJP I1 2000.05PL LoopCI 图指定插入位置由于 ”功能块在两个中均有调用,所以还需要指定在哪个块下定义为插入点(如下图) Predecessor for insert Position Insertion positions for CIHL TEMP 0B35TC311 0B100DB1009 OK Cancel Help 图指定从库中拖入功能块,并根据功能块的名字命名 SIEMENS Properties -- ConPerMonSim\TIc201_cp Genetal 1: 0 Tipe BI ICe L ntrol perfornance monitoring Internal identifier B180 r 图功能块命名连接功能块和功能块,引脚连接见如下表格表与功能块连线 Connectlon of the CTRL PID Connectlon of the CPM for the monltorlng PV IN(actual value? PV Mon SP (active setpoint) SP Mon LMN (manipulated value output MY Mon QMAN AUT(manualautomatic PID AutAct 功能块 Connection of the pIDConL connection of the CPM for the monitoring P∨OL丌( actual value) Py Mon SP (active setpoin:) SP Mon Mv(manipulated value output) MvM。n LOOPCLOSE (manual/automatic) LOOPCLOSE 组态在部分完成组态后,仅需要编译就可以在画面中使用功能,无需额外组态。画面中会分别生成和两个功能块的块图标,操作面板上集成有按钮可以快捷打开的操作面板。 SIEMENS A wacc gunt me MPC OVERIDE CASCAD=" motor 一尽 11170 Process value setpoint U. 0V 1000 北b% M. later:var「2:3 CverEhoct 13, 584181o 论。C NV mean vale23. Cortin perform Steady state cain9-0351143 Mode Cut of sevice 图通过面板打开面板功能使用步骤本节以组态一个单回路闭环控制()为例,介绍如何组态、激活和评估功能块。示例组态流程均基于版本。组态从 ”中拖出 )和 ),分别命名为和功能块需要获取所监视的回路的和,并通过 ”引脚米获得当前控制回路的开环、闭环状态, 并将评估结果通过引脚返回给功能块,并将数值显示到的控制面板上。引脚连接方式见下图: SIEMENS ⊥ cori 5.aGAin MY Hiko H a00,05Pn31L JsF In Lot Tc201 0个xt oBErtO cdh咒EeL SPExToL SP Extol ST.InDiO staDe 100,0-EFrdLeLi tacAir T eshoo 0, - RetvatEX StepHan 0.J-ReEVAtiG EEESENus 0.2eY Rer CPI Supp 4□ 10.cpt rle AdcOn 00-B34 34.55145 1-secainve LoLin JOvaH Ns DHCPI UL ICPI AL M 1e上t 图中的程序组态组态完成后分别进行编译、下载和编详,相应层级画血上会生成相应的功能块和功能块的图标,功能块的操作面板上有按钮可以快捷打开对应功能块面板整定通过监控回路的动态特性,评估回路参数设置是否合理功能块可以评估回跻的动态特性,动态特性是指当控制回路的设定值发生阶跃变化的时候,被控变量能否快速、准确和稳定地做岀响应。这个特性反映屮了(比例增益)、 (积分时间)和(微分时间)这三个参数的设置是否合理。下图为一个典型的阶跃响应曲线图: SIEMENS 25 C verAbso> Cole hiPv 20 160 SEtti me 图典型的阶跃相应曲线当发生变化时,可以从以下几个特性米评估参数设置是否合理 ):记的是在发生阶跃,自动跟随过程中,超出设定佰的最人量。如果这个值过高,一般来说,可以认为参数设定中比例增益()可能设置的过高; :超调比例,计算公式为 (设定值的变化量),比较合理的指标应该是小于啁节时间,记录的是从阶跃信号产生到的超调小于 (震荡允许的范围)的时间;即从自调开始到回路稳定这个过程所用的吋间。这个值越小说明回路的响应越快。这是 (从白整定开始到第一次到达设定值的时间)与的比值,一般建议这个比值小于的时不超出的倍,如果超出,那么可以适当的增强积分()的作用,即调小积分时间本例中,我们将的设定值由℃调整为℃,回跸阶跃响应的特性参数可以在操作面板上获得:

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