改FB41、42、43.docVIP

8.4 闭环控制模块 8.4.1 连续调节功能SFB?41/FB?41?“CONT_C” SFB/FB41“CONT_C”(连续控制器)用于连续的I/O 变量在 SIMATIC S7 控制系统中控制技术过程。通过参数打开或关闭 PID 控制器，以此来控制系统。通过参数设置复制工具，可以很容易做到这一点。调用：Start SIMATIC STEP 7 PID Control Parameter Assignment。可以使用控制器作为单独的PID定点控制器或在多循环控制中作为级联控制器、混合控制器和比例控制器使用。控制器的功能基于带有一个模拟信号的采样控制器的PID控制算法，如果必要的话，可以通过脉冲发送器（PULSEGEN）进行扩展，以产生脉冲宽度调制的输出信号，来控制比例执行机构的两个或三个步进控制器。除了设定点操作和过程数值操作的功能以外，SFB?41/FB?41?（CONT_C）可以使用连续的变量输出和手动影响控制数值选项，来实现一个完整的PID控制器。 图8-4-1 FB41原理框图 一.设定值和过程变量的处理 1.设定点操作 设定值以浮点数格式输入到SP_INT（内部设定值）输入端。 2.过程变量的输入 过程变量的输入有以下两种方式： 用PV_IN(过程输入变量)输入浮点格式的过程变量，此时数字量输入PVPER_ON（外部设备过程变量ON）应为0状态。 用PV_PER（外部设备过程变量）输入外部设备（I/O）格式的过程变量，此时数字量输入PVPER_ON应为1状态。 3.外部设备过程变量转换为浮点数 在FB41内部，PID控制器的给定值、反馈值和输出值都是用0.0~100.0%之间的实数百分数来表示的。FB41将来自外部设备的整数转换为浮点数格式的百分数，将PID控制器的输出值转换为送给外部设备的整数。 外部设备（即模拟量输入模块）正常范围的最大输出值为27648，图8-4-1中的CRP_IN方框将外部设备输入值转换为0~100%或-100%~100%之间的浮点数格式数值，CRP_IN的输出用下式计算： PV_R=PV_PER*100%/27648 4.外部设备过程变量的规范化 输出PV_NORM=(CPR_IN的输出)×PV_FAC+PV_OFF； “PV_FAC”的缺省值为“1”，“PV_OFF”的缺省值为“0”。 变量“PV_FAC”和“PV_OFF”为下述公式转化的结果： PV_OFF=（PV_NORM的输出）-（CPR_IN的输出）×PV_FAC; PV_FAC=（PV_NORM的输出 - PV_OFF）/（CPR_IN的输出） 不必转换为百分比数值。如果设定点为物理确定，实际数值还可以转换为该物理数值。变量“PV_FAC”和“PV_OFF”用来调节过程输入的范围。 PID控制算法 负偏差计算 设定点和实际数值之间的区别便形成负值偏差。为了抑制由于被控量的量化引起的小的、恒定的振荡（例如使用PULSEGEN进行脉冲宽度调制），在死区将施加一个死区（DEADBAND）。如果DEADB_W?=?0，则死区将关闭。 2.PID算法 PID算法作为一种位置算法进行控制。比例运算、积分运算（INT）和微商运算（DIF）都可并行连接，也可以单独激活或取消。?这就允许组态成P、PI、PD和PID控制器。也可以是纯I和D调节器。 引入扰动量DISV可以实现前馈控制，一般设置DISV为0.0。 图8-4-1中的GAIN为比例系数，TI和TD分别为积分时间常数和微分时间常数。输入参数TM_LAG为微分操作的延迟时间，一般取TM_LAG=TD/5。 P_SEL(比例作用ON)为1时激活比例作用，反之禁止比例作用，默认值为1。 I_SEL(比例作用ON)为1时激活比例作用，反之禁止比例作用，默认值为1。 D_SEL(比例作用ON)为1时激活比例作用，反之禁止比例作用，默认值为0。也即默认的控制方式为PI控制。 LMN_P、LMN_I、LMN_D分别是PID控制器输出量中的比例分量、积分分量、微分分量，供调试使用。 3.积分器的初始值 FB41”CONT_C”有一个初始化程序，在输入参数COM_RET（完全重新启动）设置为1时该程序被执行。在初始化过程中，如果I_ITL_ON(积分作用初始化)为1状态，将输入变量I_ITLVAL作为积分器的初始值。如果在一个循环中断优先级调用它，它将从该数值继续开始运行，所有其他输出都设置为其默认值。 INT_HOLD为1时积分操作保持，积分输出被冻结，一般不冻结积分输出。 三.控制器输出的处理 1.手动模式 可以在手动模式和自动模式之间切换。在