本特利 3077-755A 9907-147N 5501-303L
本特利 3077-755A 9907-147N 5501-303L
本特利 3077-755A 9907-147N 5501-303L
系统PID参数分析与整定
3.1 PID参数：鉴于货架冷弯型钢冷弯生产线的具体生产过程的间断性特点，有利于采用现场经验整定法获取有效PID参数并能达到一个较好的控制效果，初期PID比例参数按经验数据设定，并依先比例，后积分，最后微分的顺序进行PID参数调整，在观察现场控制过程、过程值及运动控制精度的测量比较的同时，慢慢的改变PID参数值并反复凑试，直到运动控制精度及其稳定性符合要求为止。PID最佳整定参数确定后，并不能说明它永远都是最佳的，仍然会受外界扰动而发生根本性的改变并要求重新根据需要进行最佳参数的整定，实际过程中可以发现输出与误差的关系式如下所示： 上式中，U(n)为第n个采样周期的控制输出；e(n)为第n个采样周期的位置误差；n为正常采样周期； 为微分采样周期；kp为比例增益；ki为积分比例增益；kd为微分比例增益。PID控制系统调节输出就是为了保证偏差值e为零，使系统达到一个预期稳定状态。
3.2控制系统参数的整定：主控PLC程序中的PID参数整定及系统运动分析，看给定的参数是否符合控制系统的要求，该过程需用参数整定实现。参数整定的主要任务是确定kp、ki、kd、采样周期n及微分采样周期 ；比例增益kp提供了一个与位置误差成正比的输出，比例系数kp增大，使伺服驱动系统的动作灵敏、响应加快，而过大会引起振荡，调节时间加长；积分比例增益ki提供了随时间增长的输出，因此保证了静态位置误差为0，积分系数Ki增大，能消除系统稳态误差，但稳定性下降；微分比例增益kd提供了与位置变化率成正比的输出，起到了超前控制的作用，减小了系统的超调，保证了系统的动态特性良好，微分控制kd可以改善动态特性，使超调量减少，调整时间缩短。采样周期的选取应远小于对象的扰动周期、应比对象的时间常数小得多、应考虑执行机构的响应速度、对象所要求的调节品质等，实际上尽量选取小量值；具体整定过程需要根据PID参数来制定现场的适应参数和现场的实际调整设定，由于系统主控PLC程序中的PID参数不能实现实时在线调整，需要根据不同的产品或负载情况分别整定，并在生产工具过程中通过触摸屏分别输入整定值来实现有效控制，否则易形成位置控制过程的超调或振荡等现象。
4 调试要点及注意事项
4.1交流位置伺服系统的动态性能是冷弯设备在线调试过程中的重要阶段，直接决定了冷弯设备的工作性能和产品的孔位精度分布规律和控制精度。如货架冷弯机组中的伺服系统的控制要求很高, 不应有任何振荡和超调, 否则会造成货架组件的側立面孔位误差大，孔位分布不均匀，严重影响货架的装配精度和使用性能，降低成品率，增加生产经营成本。货架冷弯机组中的伺服定长送料为断续送料模式，其送料的长度与配套设备的加工时间决定于交流位置伺服系统的运动节拍，控制定位精度及交流位置伺服系统的动态性能等，其动态性能一般可由系统在单位阶跃输入信号作用下的时间响应曲线来描述。如图2所示可通过多种调整变化的形式逐渐到达定位点，我们希望获得图中标示为1的单调变化模式，不希望出现标示为2或3的振荡波形，标示为4的调整模式会形成不到位故障或伺服系统随动误差大、调节时间延长等现象，影响整机的速度匹配和控制精度等。图示出的常用的动态性能指标有： 上升时间tr、调节时间ts和超调量σ%。其中上升时间tr反映了系统的动态灵敏度和系统过渡过程的快速性； 调节时间ts又称过渡过程时间，是衡量系统快速性的主要指标； 超调量σ%是反映在系统过度过程进行得是否平稳的指标。
图2 交流位置伺服系统的动态性能图示
4.2在系统调试时, 完全可通过对系统动态性能的这些指标进行在线软件测试、相关数据分析得到系统参数应调试的值, 如：SIMATIC STEP 7软件针对SIMATIC S7-300 FM 354 SERVO模块的DB1200中的参数和数据进行调节，实现控制精度、运行速度等的优化配置以及在线伺服系统的监测，系统分析关键参数的走势，如运动超调量的变化、速度及电流值的变化，从而调节使伺服系统达到理想状态。如确认伺服系统运动执行元件对上位机的指令执行偏差情况，可采用指令偏差的自动或手动模式进行调整，适当优化伺服控制器和伺服电机的设定参数，对SIMATIC S7-300上位机及SIMATIC S7-300 FM 354 SERVO模块伺服控制参数的设定和调整等，也可选用特定的调试软件来辅助设定和调整控制参数。如：速度指令调整增益、速度环路增益等增益参数的调整，来获得优化参数和控制效果，由于伺服系统带负载运行时存在系统与负载动态匹配的问题、存在参数时变、负载扰动以及伺服电机自身和被控对象的严重非线性、强耦合性等不确定因素，必须在线修订模糊控制的数学模型和控制敏感参数，相应的PID控制参数，以实现系统无超调和振荡现象。如：货架冷弯机组在设计时会考虑使用多板厚同规格的系列产品、或通过不同的冷弯工艺在一条生产线上生产不同规格尺寸的货架产品，故交流位置伺服系统的负载的大小和性质会发生多种变化，甚至相同规格卷料在更换后也会造成负载的不稳定与变化, 这种变化将使系统的性能特别是动态性能变得复杂，使运动定位出现振荡、超调甚至于不能稳定运行，必须在调试现场测定系统所带负载的动态性能指标和伺服系统在线带负载时的动态性能指标, 在调试过程中对系统进行动态性能分析与测定, 并凭经验由人工进行现场在线修正与调试，调试现场也需要配合相当的人力进行相关数据的收集整理、数据分析处理等。
4.3主要完成以下工作：
1）、实时采集数据, 即测试带载系统的动态性能参数, 如实际速度、实际位置参数等，主要是通过一些专用的参数单元、计算及监控软件，通过使用这些工具和手段进行有关参数的设定、监控、波形显示、I/O检查监控、在线调整、运动参数的获取与处理等。
2）、辅助作图, 把这些参数用曲线形式表示出来, 如画成速度响应曲线、位置响应曲线等；
3）、求出系统的动态性能指标, 如: 上升时间tr、调节时间ts和超调量σ%等。
4）、根据系统动态性能指标的走势，重新制订交流位置伺服系统的动态性能在线调试方案，
5）、事实上可以实现伺服定位控制稳定在编码器一个角脉冲波动范围上，并稳定实现运动控制。如：我公司选用的编码器为2000p/r，测量辊周长为300mm，货架组件的孔位控制精度理论上可实现±0.075mm，考虑到冷弯卷料的表面平整度等其它因素的影响，其实际孔位控制精度要低些；根据从生产现场采集到的数据分析，实际孔位控制精度σ达到±0.10mm以内，且误差基本符合正态分布规律，从根本上也保证了总长度上的累积误差最小，基本稳定在6σ以内。交流伺服系统最高运行速度可达60M/min以上，整机匹配运行速度可达到20M/min以上等，极大地提高了冷弯型钢产品的生产制造品质、生产效率和应用范围。
Allen-Bradley 1771-OMIFM OID200
Facts F4-CP128-1
Omron C20-MC224
Elin A1511 GM228 4616520/A
Tecnologic TCHP100
Mitsubishi A1SJ71AR21
Artis MU2
Hell Engraving 9292.00.96601.4
Siemens 6ES7132-4HB01-0AB0
Valmet 850321 AK4A
Valmet M850017 MK20B
Mauell PGK001
Valmet VMX-06
Telemecanique TSXAEG4111
Balluff BES 516-331-A0-X-PU
Mitsubishi A1SJ71UC24-R4
Pro-Face GP070-MPI-41
Siemens 6DS1326-8AA
Hell Engraving 4.758.2049910.03
Hell Engraving 9294.00.22701.4
Hell Engraving 9294.00.01404.4
Hell Engraving 9994.00.76401.4
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Hell Engraving 9294.00.01501.4
Hell Engraving 9293.00.90901.4
GE Fanuc IC600CB524M
Siemens M74003-A8152
Siemens 6ES5434-7LA12
Allen-Bradley 1771-OAD/B
Modicon AS-B827-032
Stromberg SGEA 43 A1
Siemens 6DS1701-8AB
Telemecanique ATV31H018M2
Siemens 6SN1114-0NB01-0AA0
Carlo Gavazzi RR214005HDP
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GE Fanuc IC693CBL306
Hell Engraving 9292.00.96502.4
Hell Engraving 9293.00.50302.4
Hell Engraving 9292.00.71501.4
Siemens 6DS1110-8AA
Siemens 6DS1720-8AA
Elletre EL064
Valmet M850596
Philips OAM030 9480 203 32001
Donaldson P170068-016-140
Pepperl+Fuchs KFD2-DWB-Ex1D
Hell Engraving 9293.00.92003.4
Texas Instruments 500-2109
BBC ZT319 GJD596S
Hell Engraving 9292.00.42201.4
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Hell Engraving 9293.00.56903.4
PR Electronics 2284 A1
BBC ZT319b-E 7036
Omron C200H-LK-202-V1
Allen-Bradley 1756-IB32
Hell Engraving 9293.00.31001.4
Ifm SF3210
Tecnologic TDR26
Ascon Tecnologic TCPDEM3 UKR3300
Ascon Tecnologic K38V
Belimo HTYD24-SR
LISTING?Bosch A24V-/0.5A 1070083387-104
BBC SGX115 HE 421794-311
BBC GJR21782
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Tecnologic TLK38 LE00
Tecnologic TDF01
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Tecnologic THP482 T020H-F
Eaton 1018346B
Siemens 6ES5255-3AA11
Valmet M850345
Banner S18SN6FF50Q
Siemens 6ES5242-1AA41
BBC EV93 HESG 440091R1
Siemens M74003-A8181
Allen-Bradley 1785-LT2
Sick WTB9-3P2261
Omron C200H-OC226N
Parker PF000592 4812032.72
Omron C200H-LK201
Omron C200HW-CLK21
Lenze EMF2133IB
Feller FP80-II
Allen-Bradley 1771-ICD
Siemens 6ES5958-4AU11
Advantech Adam-4510 RS-422/RS-485
Motorola MVME 712M
AEG TT46N1400KOC 28S2
Hell Engraving 9994.00.74601.4
Hell Engraving 9995.00.29802.4
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Siemens M74958-B4131
Hell Engraving 9994.00.97901.4
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Siemens S30810-Q2169-X000-12
Hell Engraving 9293.00.91101.4
Stromberg SGEA 56 A1
Nudam ND-6510
Siemens 6ES7132-4HB12-0AB0
Hell Engraving 9292.00.95002.4
Hell Engraving 9291.00.83102.4
Hell Engraving 9292.00.91902.4
Siemens M4110-S54
Sharp JW-32S
Crosfield Electronics 7602-1140-01
AEG DAP 112 6051-042.233442
ABB RDCO-02C
Elletre EL003
Crosfield Electronics 7603-5010-00 Board 7603-501Z-00
Westermo 3155-1020 MD-44
Allen-Bradley 1762-OB8
ABB 2TLA010026R0000
NKF VBS2020TX
Hell Engraving 9293.00.56903.4
Hell Engraving 9293.00.94901.4
Hell Engraving 9994.00.76601.4
ABB YXO116
Omron E5CS-R1PX-521
BBC ZT319b-E GJD381S
Mitsubishi AJ65BTB1-16T
Honeywell BZE7-2RQ8-PG
HIMA H7506
Siemens 6FX1128-1BB00
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Allen-Bradley 1756-OB16E
Siemens 6ES5441-7LA12
Hell Engraving 9293.00.65501.4
Siemens C71458-A1239-A1
RT8.0127-01/H1304
Elin A1/A36 GSY3 25913/C
Rexroth Mecman 168-59
Philips KS4290
Siemens ASI12-2/6FQ1634-2A
Valmet M850213
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Siemens C71458-A 601-A2
ABB DI/DO86-32CH 57275936 5760867-6D
Mauell SI8-111B
Safemaster BG5925
Lenze E94AYM34 MM340
Datalogic RT7-234T 9731698
Siemens M74005-A410
Mannesmann Rexroth 317-41-0400-1
IFM PN9024
Auma IWG1003
Siemens E35151-A99-L1-A1
Regeltechnik wien RT8.0148-02/H1067
Murr 56414
Elesta OLS322B991
IFM IIC207 IIK3022-BPKG
IFM II5842 IIA3015BBPKG
Phoenix Contact UMK-D32M-VS
Telemecanique TSX TE01
Siemens ARB11-P2D2533-1A
Siemens Simatic ARB11-P2D2531-1A
Siemens Simatic ARB11-P2D2515-1A
Siemens Simatic ARB11-P2D2577-1A
Elin A1/A35 GEA3 4615140/D
Hell Engraving 9994.00.78601.4
Hell Engraving 9292.00.96302.4
Ott-Jakob 95.100.547.3.2
Hell Engraving 9292.00.96302.4
Hell Engraving 9292.00.96402.4
Elin 4195192
Marposs 3447700450
Balluff BES-516-369-EO-X
Stromberg 5761040-9E
IFM O5H201
Keyence LZ-A150
Telco LT/LR -G-5
Siemens M74003-A174
Yaskawa TRD-Y2048
Omron SRT1-ID08-1
Rexroth Mecman 132-25-1200-1
Omron CPM1-CIF11
Siemens 6ES7120-0AH50-0AA0
IMC-111FB-MM-ST
Danfoss 175H4712
Omron C200HW-ME16K
Allen-Bradley 1771-IBD
PUA01CB23500V
Lehner MC1/K 466
Siemens 6GK7443-1BX00-0XE0
Telemecanique ABE7-S16S2B0
Balluff BOS 74K-UU-1FS-BO-Z-02
Sirai Magnetic valve DN25 L180B17
Schmersal BNS303-11Z
Telemecanique LC1 D2510P7
SMC MXS8-30
Omron CV500-IC201
Omron C200H-CT001-V1
Hitachi H-20DRP
Advantech PCLD-782B
Omron CJ1W-AD041-V1
Siemens 3RT1046-1BB40
Mitsubishi QX10
Turck MS25-10
Marposs 3447700650
Siemens 6ES7953-8LG11-0AA0
Omron CQM1-IPS01
Siemens ARS12-2/6FQ1628-2A
Siemens 505-6108A
Hornel DZ144P-13200
ABB 3HFA362011
Siemens 6ES5452-8MR11
Pulsotronic 9863-3100
Siemens 6DR2001-1
Keyence KV-B16XA
SMC ITV2050-01F2B
IFM O1D101 O1DLFPKG
K?berlein Rma power box 107/24
Kl?ckner Moeller PS3-DC
B&R ECNT43-0
ABB RTAC-01
Omron Z4M-W40
Omron CQM1-ID211
Mitsubishi AL2-14MR-D
Siemens 6ES5947-3UA11
Siemens 6DS1308-8AB
Omron DRT2-TS04T
Takex DL-S202-E2
Hartmann & Braun S&F CL042
Beckhoff KL4424
B&R A163 Control Board MDA163-0
ABB SAFT 182
Omron E5AX-PRR
Telemecanique LC1 D3210F7
Siemens 3TF4222-0AL2
Dataforth SCM5B30-01
Omron E2Q5-N20F1-M1
Siemens 6DS1703-8AB
Omron E3FM-R2F11-P1
Voith Turbo 3.99200.486/0000-000
Omron C200H-BC051-V1
Siemens M74003-A8350
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Omron 3G3MV-PDRT2
Omron E3X-F51
Omron E3JK-RR12
Siemens 6ES7134-4FB01-0AB0
Emhart Teknologies ZA1700
Schneider 140CFI00800
Siemens 6ES5451-4UA12
Fanuc A05B-2400-C060
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Domino 21418
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Phoenix Contact FL SWITCH 4TX/FX
Omron E3FM-R2F1-P1
Mitsubishi A68ADN
SEW Eurodrive DFP21B/UOH11B
ABB ACS150-01E-02A4-2
Beckhoff EL1904
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Hartmann & Braun H&B TEU315
Hartmann & Braun S&F CA032
Omron C500-LK009
Siemens C79458-L442-B1
Telemecanique XUE-H017535
PR Electronics 5714
Omron CPM2C-CN111
Regeltechnik wien RT8.0127-01/31a/H1329
Siemens 6ES5243-1AB11
Mitsubishi A1S55B-S1
Siemens 6ES7322-1HF10-0AA0
ABB NLMD-01C Board 64008447B
Hell Engraving 4.757.2140063.02
B&R ECFP128MP-0
Roxburgh SF1174B
Control techniques 4200-0027
Balluff BNS 819-FD-60-101-FD
Allen-Bradley 1771-P4S/B
Moeller EM4-101-AA1
Omron TL-W5F1
Endress Hauser PMC133 Cerabar 1M4F2D6A1S
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Telemecanique ATV31H037M2
Siemens 6ES7135-4GB01-0AB0
Telemecanique XSA-V11161
Sick IM08-02BPS-ZWA
Omron E2Q2-N20F1-H
B&R ECPIF3-0
IFM Efector ID5005 IDE3060-FPKG
B&R 3DI477.6
Siemens 4EM4900-5CB
Norgren SXE9573-180-00
Sick WL34-B440
Siemens 6EP1931-2FC01
Danfoss EV250B
TR Electronic CE-100-M
Omron C500-OD412
注：联系我时，请说是在“傲立机床网”上看到的，谢谢！
