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S7-200 SMART-PID 回路和整定-自整定序列

确定了滞后值和偏差值之后，就会开始执行自整定序列。 初始输出阶跃应用到回路输出 后，就会开始整定过程。 输出值的这一变化会导致过程变量值产生相应的变化。 当输出的变化使 PV 远离设定值 以至于超出滞后区范围时，自整定器就会检测到过零事件。 每次发生过零事件时，自整 定器将反方向改变输出。 整定器会继续对 PV 进行采样，并等待下一个过零事件。 要完成序列，整定器总共需要 12 次过零事件。 所观察到的峰峰 PV 值幅值（峰值误差）和过零发生时的速率与控制过 程的动态特性直接相关。 在自整定过程一开始，会适当地调节输出阶跃值，促使 PV 的峰峰值更接近想要得到的偏 差值。 一旦做出调整后，新的输出阶跃值将写入回路表的“实际阶跃大小”字段 (ASTEP)。 如果两次过零事件之间的时间超出过零看门狗间隔时间，则自整定序列将以出错终止。 过零看门狗间隔时间的默认值为两小时。 下图显示了一个直接作用回路的自整定序列过程中输出和过程变量的变化情况。 使用 PID 整定控制面板启动和监视整定序列。

例外情况

请注意自整定器是如何改变输出，以使过程（用 PV 值表示）经受小幅振荡的。 PV 振荡 的频率和振幅反映过程增益和固有频率。 根据自整定过程期间采集到的过程的频率和增益的相关信息，能够计算出终增益和频率 值。 通过这些值可以计算出增益（回路增益）、复位（积分时间）和速率（微分时间） 的建议值。

说明

回路类型决定了自整定器计算的整定值。 例如，对于 PI 回路，自整定器将计算增益和积 分时间值，但建议的微分时间将是 0.0（无微分作用）。

自整定序列完成后，回路输出会恢复到初始值。 下一次执行回路时，将执行正常的 PID  计算。

例外情况

警告情况

整定执行过程中会产生三种警告情况。 整定执行过程会在回路表 ASTAT 字段的三个位中 报告以下三种警告，并且这三位一旦被置位，将会一直保持到下一次自整定序列启动： ● 警告 0： 如果偏差值没有超过滞后值的 4 倍，就会产生该警告。 该检测在已经计算出 滞后值之后执行，而滞后值取决于自滞后设置。 ● 警告 1： 在自整定过程开始的 2.5 个循环周期内，如果两次峰值误差超出 8 倍，将 产生此警告。 ● 警告 2： 如果测得的平均峰值误差没有超过滞后值的 4 倍，就会产生此警告。

错误条件

除了上述警告情况之外，还有几种错误情况。 下表列出了可能导致每种错误的情况和描 述。