Fehlerbilder und Abhilfemaßnahmen (S7-300, S7-400, S7-1500) - PID

Abfangen von Bedienfehlern

Wendepunkt nicht erreicht (nur bei Anregung durch Sollwertsprung)

Die Optimierung wird spätestens beendet, wenn der Istwert 75 % des Sollwertsprunges (SP-INT-PV0) durchlaufen hat. Dies wird durch "Wendepunkt nicht erreicht" in STATUS_H (2xx2x) signalisiert.

Dabei gilt immer der momentan eingestellte Sollwert. Durch ein Reduzieren des Sollwertes kann also im Nachhinein ein früheres Beenden der Optimierung herbeigeführt werden.

Bei typischen Temperaturstrecken reicht der Optimierungsabbruch bei 75 % des Sollwertsprunges in der Regel aus, um ein Überschwingen zu verhindern. Vor allem bei stärker verzögerten Strecken (TU/TA > 0.1, Streckentyp III) ist jedoch Vorsicht geboten. Bei zu starker Stellanregung im Vergleich zum Sollwertsprung kann der Istwert stark überschwingen (bis zu Faktor 3).

Ist bei Strecken höherer Ordnung nach Erreichen von 75 % des Sollwertsprunges der Wendepunkt noch in weiter Ferne, gibt es ein deutliches Überschwingen. Außerdem sind die Reglerparameter zu scharf. Schwächen Sie dann die Reglerparameter ab oder wiederholen Sie den Versuch.

Im folgenden Bild ist das Überschwingen des Istwertes bei zu starker Anregung (Streckentyp III) dargestellt:

Bei typischen Temperaturstrecken ist ein Abbruch kurz vor Erreichen des Wendepunkts unkritisch bezüglich der Reglerparameter.

Falls Sie den Versuch wiederholen, reduzieren Sie TUN_DLMN oder erhöhen Sie den Sollwertsprung.

Prinzip: Der Optimierungs-Stellwert muss zum Sollwertsprung passen.

Schätzfehler bei Verzugszeit oder Ordnung

Die Verzugszeit (STATUS_H = 2x1xx oder 2x3xx) oder die Ordnung (STATUS_H = 21xxx oder 22xxx) konnten nicht korrekt erfasst werden. Es wird mit einem Schätzwert weitergearbeitet, der zu nicht optimalen Reglerparametern führen kann.

Wiederholen Sie die Optimierung und achten Sie darauf, dass keine Störungen am Istwert auftreten.

Hinweis Der Sonderfall einer reinen PT1-Strecke wird auch durch STATUS_H = 2x1xx (TU <= 3*CYCLE) signalisiert. Ein Wiederholen des Versuchs ist dann nicht notwendig. Schwächen Sie die Reglerparameter ab, falls die Regelung schwingt.

Qualität der Messsignale (Mess-Rauschen, niederfrequente Störungen)

Das Optimierungsergebnis kann durch Messrauschen oder durch niederfrequente Störungen beeinträchtigt worden sein. Beachten Sie hierbei Folgendes:

• Wählen Sie bei Messrauschen die Abtastfrequenz eher höher als niedriger. Dabei sollte innerhalb einer Rauschperiode der Istwert mindestens zwei Mal abgetastet werden. Bei Impulsbetrieb ist dabei die integrierte Mittelwertfilterung hilfreich. Sie setzt allerdings voraus, dass der Istwert PV im schnellen Impulszyklus der Anweisung übergeben wird. Das Rauschmaß sollte 5 % der Nutzsignaländerung nicht übersteigen.

• Hochfrequente Störungen können nicht mehr durch TCONT_CP weggefiltert werden. Diese sollten bereits im Messwertaufnehmer gefiltert worden sein, um den sogenannten Aliasing-Effekt zu verhindern.

  In folgendem Bild ist der Aliasing-Effekt bei zu großer Abtastzeit dargestellt:

  

• Bei niederfrequenten Störungen ist es relativ leicht, eine genügend hohe Abtastrate sicherzustellen. Andererseits muss dann der TCONT_CP durch ein großes Intervall der Mittelwertfilterung sich ein gleichmäßiges Messsignal erzeugen. Eine Mittelwertfilterung muss sich dabei über mindestens zwei Rauschperioden erstrecken. Intern im Baustein entstehen somit schnell größere Abtastzeiten, so dass die Genauigkeit der Optimierung beeinträchtigt wird. Eine genügend große Genauigkeit ist bei mindestens 40 Rauschperioden bis zum Wendepunkt sichergestellt.

  Mögliche Maßnahme bei Wiederholung des Versuchs:

  Erhöhen von TUN_DLMN.

Überschwingen

In folgenden Situationen kann Überschwingen auftreten: