FB4143PID参数设置中文说明.docx
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FB4143PID参数设置中文说明
[原创]FB41/FB42/FB43PID参数设置中文说明
1、FB41
SFB/FB"CONT_C"（连续控制器）在SIMATICS7可编程逻辑控制器上使用，通过持续的输入和输出变量来控制工艺过程。
在参数分配期间，可以通过激活或取消激活PID控制器的子功能使控制器适应过程的需要。
使用参数分配工具可以轻松完成分配（菜单路径：
开始>Simatic>Step7>分配PID控制参数）。
开始>Simatic>Step7>分配PID控制（英文）中提供了在线电子手册。
应用
可以使用该控制器作为PID固定设定值控制器或在多循环控制中作为层叠、混料或比率控制器。
该控制器的功能基于使用模拟信号的采样控制器的PID控制算法，必要时可以通过加入脉冲发生器阶段进行扩展，为使用成比例执行机构的两个或三个步骤控制器生成脉冲持续时间调制输出信号。
注意只有在以固定时间间隔调用块时，在控制块中计算的值才是正确的。
为此，应该在周期性中断OB（OB30至OB38）中调用控制块。
在CYCLE参数中输入采样时间。
说明
除了设定值和过程值分支中的功能，SFB/FB还通过持续操作变量输出和手动影响操作值的选项实现了完整的PID控制器。
下文提供了对这些子功能的详细说明：
设定值分支
以浮点格式在SP_INT输入键入设定值。
过程变量分支
可以外设（I/O）或以浮点格式输入过程变量。
CRP_IN功能根据以下公式将PV_PER外设值转换为介于-100和+100%间的浮点格式值：
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PV_NORM功能根据以下公式统一CRP_IN输出的格式：
PV_NORM的输出=（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。
出错信号
设定值和过程变量间的差异就是出错信号。
为消除由于操作变量量化导致的小幅恒定振荡（例如，在使用PULSEGEN进行脉宽调制时），将死区应用于出错信号（DEADBAND）。
如果DEADB_W=0，将关闭死区。
PID算法
PID算法用于定位计算。
比例、积分（INT）和微分（DIF）操作以并联方式连接，因而可以分别激活或取消激活。
这使对P、PI、PD和PID控制器进行组态成为可能。
还可以对纯I
和D控制器进行组态。
手动值
可以在手动和自动模式间进行切换。
在手动模式下，使用手动选择的值更正操作变量。
积分器（INT）内部设置为LMN-LMN_P-DISV，微分单元（DIF）设置为0并在内部进行匹配。
这意味着切换到自动模式不会导致操作值发生任何突变。
操作值
使用LMNLIMIT功能可以将操作值限制为所选择的值。
输入变量超过限制时，信号位会给予指示。
LMN_NORM功能根据以下公式统一LMNLIMIT输出的格式：
LMN=（LMNLIMIT的输出）*LMN_FAC+LMN_OFF
LMN_FAC的缺省值为1，LMN_OFF的缺省值为0。
也可以得到外设格式的操作值。
CPR_OUT功能根据以下公式将浮点值LMN转换为外设值：
前馈控制
可以在DISV输入前馈干扰变量。
初始化
SFB41"CONT_C"有一个在输入参数COM_RST=TRUE时自动运行的初始化程序。
在初始化过程中，将把积分器内部设置为初始化值I_ITVAL。
以周期性中断优先级调用它时，它会从此值开始继续工作。
将所有其它输出设置为它们各自的缺省值。
出错信息
不使用出错输出参数RET_VAL。
CONT_C方框图
输入参数
下表包含对SFB41/FB41"CONT_C"输入参数的说明。
参数 数据类型 取值范围：
缺省值 说明
COM_RST BOOL FALSE COMPLETERESTART
该块有一个在设置输入COM_RST时
自动执行的初始化程序。
MAN_ON BOOL TRUE MANUALVALUEON
如果设置输入"启用手动值"，
将中断控制回路。
手动值
作为操作值进行设置。
PVPER_ON BOOL FALSE PROCESSVARIABLEPERIPHERALON
如果从I/O读取过程变量，
必须将输入PV_PER连接到
I/O，且必须设置输入"启用过程变量
外设"。
P_SEL BOOL TRUE PROPORTIONALACTIONON
可以在PID算法中单独
激活或取消激活
PID操作。
如果设置输入"启用比例作用"，
将启用P操作。
I_SEL BOOL TRUE INTEGRALACTIONON
可以在PID算法中单独
激活或取消激活
PID操作。
如果设置输入"启用积分作用"，
将启用I操作。
INT_HOLD BOOL FALSE INTEGRALACTIONHOLD
设置输入"积分作用暂停"
可以"冻结"积分器的输出。
I_ITL_ON BOOL FALSE INITIALIZATIONOFTHEINTEGRAL
ACTIONON
设置输入"积分作用初始化打开"可以
将积分器的输出
连接到输入
I_ITL_VAL。
D_SEL BOOL FALSE DERIVATIVEACTIONON
可以在PID算法中单独
激活或取消激活
PID操作。
如果设置输入"启用微分作用"，
将启用D操作。
CYCLE TIME >=1毫秒 T#1s SAMPLINGTIME
块调用间的时间必须为
常数。
"采样时间"输入指定
块调用之间的时间。
SP_INT REAL -100.0至+100.0
（%）或物理值1） 0.0 INTERNALSETPOINT
"内部设定值"输入用于指定
设定值。
PV_IN REAL -100.0至+100.0
（%）或物理值
1） 0.0 PROCESSVARIABLEIN
可以在"过程变量输入"
输入设置初始化值，
也可以连接浮点格式的
外部过程变量。
PV_PER WORD W#16#0000 PROCESSVARIABLEPERIPHERAL
将I/O格式的过程变量连接到
"过程变量外设"输入处的控制器
。
MAN REAL -100.0至+100.0
（%）或物理值
2） 0.0 MANUALVALUE
"手动值"输入用于通过操作员界面功能
设置手动
值。
GAIN REAL 2.0 PROPORTIONALGAIN
"比例值"输入指定
控制器增益。
TI TIME >=CYCLE T#20s RESETTIME
"复位时间"输入决定积分器
的时间响应。
TD TIME >=CYCLE T#10s DERIVATIVETIME
"微分时间"输入决定微分单元
的时间响应。
TM_LAG TIME >=CYCLE/2 T#2s TIMELAGOFTHEDERIVATIVEACTION
D操作的算法包括
可以在"微分作用的时间延迟"输入
分配的时间延迟。
DEADB_W REAL >=0.0 （%）
或物理值1） 0.0 DEADBANDWIDTH
将死区应用于出错。
"死区带宽"
输入决定死区的
大小。
LMN_HLM REAL LMN_LLM...100.0（%）
或物理值2） 100.0 MANIPULATEDVALUEHIGHLIMIT
操作值始终受
上限和下限的限制。
"操作值上限"输入
指定上
限。
LMN_LLM REAL -100.0...LMN_HLM（%）
或物理值2） 0.0 MANIPULATEDVALUELOWLIMIT
操作值始终受
上限和下限的限制。
"操作值
下限"输入指定下限。
PV_FAC REAL 1.0 PROCESSVARIABLEFACTOR
"过程变量因子"输入
与过程变量相乘。
该输入
用于调整过程变量
范围。
PV_OFF REAL 0.0 PROCESSVARIABLEOFFSET
将"过程变量偏移量"输入
与过程变量相加。
该输入用于
调整过程变量范围。
LMN_FAC REAL 1.0 MANIPULATEDVALUEFACTOR
将"操作值因子"输入
与操作值相乘。
该输入
用于调整操作值
范围。
LMN_OFF REAL 0.0 MANIPULATEDVALUEOFFSET
将"操作值偏移量"与
操作值相加。
该输入用于
调整操作值范围。
I_ITLVAL REAL -100.0至+100.0
（%）或物理值2） 0.0 INITIALIZATIONVALUEOFTHEINTEGRALACTION
可以在
输入I_ITL_ON设置积分器的输出。
将初始化值
应用于输入
"积分作用的初始化值"。
DISV REAL -100.0至+100.0
（%）或物理值2） 0.0 DISTURBANCEVARIABLE
为进行前馈控制，
将干扰变量连接到
输入"干扰变量"。
1）同一单元中设定值和过程变量分支中的参数
2）同一单元中操作值分支中的参数
输出参数
下表包含对SFB41/FB41"CONT_C"输出参数的说明。
参数 数据类型 取值范围：
缺省值 说明
LMN REAL 0.0 MANIPULATEDVALUE
有效的操作值为
"操作值"输出处
的浮点格式输出。
LMN_PER WORD W#16#0000 MANIPULATEDVALUEPERIPHERAL
将I/O格式的操作值
连接到"操作值外设"
输出的控制器。
QLMN_HLM BOOL FALSE HIGHLIMITOFMANIPULATEDVALUE
REACHED
操作值始终受
上限和下限的限制。
如果输出为"达到
操作值上限"
，则表明已
超过上限。
QLMN_LLM BOOL FALSE LOWLIMITOFMANIPULATEDVALUE
REACHED
操作值始终受
上限和下限的限制。
如果输出为"达到
操作值下限"
，则表明已
超过下限。
LMN_P REAL 0.0 PROPORTIONALCOMPONENT
"比例组件"输出
包含操作变量的比例
组件。
LMN_I REAL 0.0 INTEGRALCOMPONENT
"积分组件"输出包含
操作值的积分
组件。
LMN_D REAL 0.0 DERIVATIVECOMPONENT
"微分组件"输出包含
操作值的微分
组件。
PV REAL 0.0 PROCESSVARIABLE
有效过程变量为
"过程变量"输出处的输出。
ER REAL 0.0 ERRORSIGNAL
有效出错为
"出错信号"输出处的输出。
FB42
SFB/FB"CONT_S"（步控制器）在SIMATICS7可编程逻辑控制器上使用，通过集成执行机构的数字操作值输出信号来控制工艺过程。
在参数分配期间，可以通过激活或取消激活PI步控制器的子功能使控制器适应过程的需要。
使用参数分配工具可以轻松完成分配（菜单路径：
开始>Simatic>Step7>分配PID控制参数）。
开始>Simatic>Step7>分配PID控制（英文）中提供了在线电子手册。
应用
可以将该控制器作为PI固定设定值控制器使用，或在层叠、混料或比率控制器的辅助控制回路中使用，但不能作为主控制器使用。
该控制器的功能基于采样控制器的PI控制算法，补充了使用模拟激励信号生成二进制输出信号的功能。
从CPU314IFM的FBV1.5或V1.1.0开始增加了以下功能：
TI=T#0ms时，可以禁用控制器的积分组件，从而可以将块作为比例控制器使用。
由于该控制器在没有任何位置反馈信号的情况下工作，内部计算的操作变量将不会与信号控制元素位置完全相符。
如果操作变量（ER*GAIN）为负值，将进行调整。
随后该控制器会设置输出QLMNDN（操作值信号下限），直到设置了LMNR_LS（位置反馈信号下限）为止。
该控制器还可作为控制器层叠中的辅助执行机构使用。
设定值输入SP_INT用于分配控制元素位置。
在这种情况下，必须将实际值输入和参数TI（集成时间）设置为零。
一个应用实例是采用热量输出控制方法对温度进行调节，该方法通过阀进行脉冲暂停控制和冷却能力控制。
在这种情况下，要完全关闭阀，应将操作变量（ER*GAIN）设置为负值。
注意仅当以固定时间间隔调用块时，在控制块中计算的值才是正确的。
为此，应该在周期性中断OB（OB30至OB38）中调用控制块。
在CYCLE参数中输入采样时间。
说明
除了过程值分支中的功能，SFB还通过数字操作值输出和手动影响操作值选项实现了完整的PI控制器。
步控制器在没有位置反馈信号的情况下工作。
下文提供了对部分功能的说明：
设定值分支
以浮点格式在SP_INT输入键入设定值。
过程变量分支
可以外设（I/O）或以浮点格式输入过程变量。
CRP_IN功能根据以下公式将PV_PER外设值转换为介于-100和+100%间的浮点格式值：
PV_NORM功能根据以下公式统一CRP_IN输出的格式：
PV_NORM的输出=（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。
出错信号
设定值和过程变量间的差异就是出错信号。
为消除由于操作变量量化（例如，由于制动器阀操作值的精度有限）导致的小幅恒定振荡，将死区应用于出错信号（DEADBAND）。
如果DEADB_W=0，将关闭死区。
PI步算法
SFB/FB在没有位置反馈信号的情况下工作。
PI算法的I操作和假定的位置反馈信号在一个积分器（INT）中计算，并作为反馈值与其余P操作进行比较。
将差异应用于三步元素（THREE_ST）和创建执行机构脉冲的脉冲发生器（PULSEOUT）。
调整三步元素的阈值可以降低控制器的切换频率。
前馈控制
可以在DISV输入前馈干扰变量。
初始化
SFB/FB42"CONT_S"有一个在输入参数COM_RST=TRUE时自动运行的初始化程序。
将所有其它输出设置为它们各自的缺省值。
出错信息
不使用出错输出参数RET_VAL。
方框图
输入参数
下表包含对SFB42/FB42"CONT_S"输入参数的说明。
参数 数据类型 值 缺省值 说明
COM_RST BOOL FALSE COMPLETERESTART
该块有一个在设置输入COM_RST时
自动执行的初始化程序。
LMNR_HS BOOL FALSE HIGHLIMITOFPOSITIONFEEDBACKSIGNAL
将"执行机构位于上限止点"信号
连接到"位置反馈信号的上限"
输入。
LMNR_HS=TRUE表示
执行机构位于上限止点。
LMNR_LS BOOL FALSE LOWLIMITOFPOSITIONFEEDBACKSIGNAL
将"执行机构位于下限止点"信号连接到
"位置反馈信号的下限"
输入。
LMNR_LS=TRUE表示
执行机构位于下限置点。
LMNS_ON BOOL TRUE MANUALACTUATINGSIGNALSON
激励信号处理在
"启用手动激励信号"输入中切换为
手动。
LMNUP BOOL FALSE ACTUATINGSIGNALSUP
使用手动激励值信号时，在输入"激励
信号增加"设置输出信号
QLMNUP。
LMNDN BOOL FALSE ACTUATINGSIGNALSDOWN
使用手动激励值信号时，在输入"激励信号降低"
设置输出信号
QLMNDN。
PVPER_ON BOOL FALSE PROCESSVARIABLEPERIPHERALON
如果从I/O读入过程变量，
必须将输入PV_PER
连接到I/O，且必须设置
输入"启用过程变量外设"。
CYCLE TIME >=1毫秒 T#1s SAMPLINGTIME
块调用之间的时间必须为
常数。
"采样时间"输入指定
块调用之间的时间。
SP_INT REAL -100.0...
+100.0（%）
或物理值1） 0.0 INTERNALSETPOINT
"内部设定值"输入用于指定
设定值。
PV_IN REAL -100.0...
+100.0（%）
或物理
值1） 0.0 PROCESSVARIABLEIN
可以在"过程变量输入"
输入中设置初始化值，也可以连接浮点格式的
外部过程变量。
PV_PER WORD W#16#0000 PROCESSVARIABLEPERIPHERAL
将I/O格式的过程变量连接到
"过程变量外设"输入处的控制器
。
GAIN REAL 2.0 PROPORTIONALGAIN
"比例增益"输入设置控制器
增益。
TI TIME >=CYCLE T#20s RESETTIME
"复位时间"输入决定积分器
的时间响应。
DEADB_W REAL 0.0...100.0
（%）或物理
值1） 1.0 DEADBANDWIDTH
将死区应用于出错。
"死区带宽"
输入决定死区
的大小。
PV_FAC REAL 1.0 PROCESSVARIABLEFACTOR
将"过程变量因子"输入
与过程变量相乘。
该输入用于
调整过程变量范围。
PV_OFF REAL 0.0 PROCESSVARIABLEOFFSET
将"过程变量偏移量"输入
与过程变量相加。
该输入用于调整
过程变量范围。
PULSE_TM TIME >=CYCLE T#3s MINIMUMPULSETIME
使用参数"最小脉冲时间"可以分配
最小脉冲宽度。
BREAK_TM TIME >=CYCLE T#3s MINIMUMBREAKTIME
使用参数"最小中断时间"可以分配
最小中断宽度。
MTR_TM TIME >=CYCLE T#30s MOTORACTUATINGTIME
在"电机动作时间"参数中输入
执行机构在挡块间移动
所需的时间。
DISV REAL -100.0...100.0（%）或物理值2） 0.0 DISTURBANCEVARIABLE
为进行前馈控制，将干扰变量
连接到输入"干扰变量"。
1）同一单元中设定值和过程变量分支中的参数
2）同一单元中操作值分支中的参数
输出参数
下表包含对SFB42/FB42"CONT_S"输出参数的说明。
参数 数据类型 值 缺省值 说明
QLMNUP BOOL FALSE ACTUATINGSIGNALUP
如果设置输出"激励信号增加"，将
打开激励阀。
QLMNDN BOOL FALSE ACTUATINGSIGNALDOWN
如果设置输出"激励信号降低"，将
打开激励阀。
PV REAL 0.0 PROCESSVARIABLE
有效过程变量为"过程变量"
输出处的输出。
ER REAL 0.0 ERRORSIGNAL
有效出错为"出错信号"输出处的
输出。
FB43
SFB43"PULSEGEN"（脉冲发生器）用于构建具有比例执行机构脉冲输出的PID控制器。
文档>英文>STEP7PID控制中提供了电子手册。
应用
使用SFB/FB"PULSEGEN"可以组态具有脉宽调制功能的PID两/三步控制器。
该功能通常与连续控制器"CONT_C"结合使用。
注意只有在以固定时间间隔调用块时，在控制块中计算的值才是正确的。
为此，应该在周期性中断OB（OB30至OB38）中调用控制块。
在CYCLE参数中输入采样时间。
说明
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