針對溫度控制而設(shè)計的FB58（TCONT_CP）簡析
功 能：FB58 “TCONT_CP“ 針對溫度控制過程而設(shè)計（也可應(yīng)用于其他控制過程），可實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)及比例調(diào)節(jié)元件的兩級調(diào)節(jié)。
輸出類型：模擬量輸出或PWM輸出可選。
應(yīng)用領(lǐng)域：特別適用于溫度控制過程，可選 PI 或 PID 控制方式。適用于帶自整定功能的回路。
特 點：具備溫度信號轉(zhuǎn)換的功能，帶自整定功能，同時具備模擬量輸出和PWM輸出方式，兩步控制方式，比例作用可弱化，控制帶功能。
圖1.FB58"TCONT_CP" 的方框圖
主要參數(shù)
圖2. FB58"TCONT_CP"程序塊
注：以TIA Portal V13 SP1為例，該功能塊在STEP 7中的管腳與其相同
表1. FB58"TCONT_CP" 的輸入?yún)?shù)
| 參數(shù) | 變量類型 | 數(shù)據(jù)類型 | 取值范圍 | 默認 | 描述 | 應(yīng)用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PV_IN | IN | REAL | -100~100(%)或者 物理值 | 0.0 | 過程變量輸入 | 必須與SP_INT單位一致 |
| PV_PER | IN | INT | 0 | 外設(shè)過程變量輸入 | PIW xxx | |
| DISV | IN | REAL | -100~100(%) | 0.0 | 干擾變量 | |
| INT_HPOS | IN | BOOL | FLASE | 積分作用的輸出可在正向保持 | 必須與SP_INT單位一致 | |
| INT_HNEG | IN | BOOL | FLASE | 積分作用的輸出可在負向保持 | ||
| SELECT | IN | INT | 0 | 模式選擇 |
如果脈沖整形器開啟，則有幾種方法可以調(diào)用 PID 算法和脈沖整形器： SELECT = 0：以快速循環(huán)中斷優(yōu)先級等級調(diào)用控制器，處理 PID 算法和脈沖整形器。 SELECT = 1：在 OB1 中調(diào)用控制器，僅處理 PID 算法。 SELECT = 2：以快速循環(huán)中斷優(yōu)先級等級調(diào)用控制器，僅處理脈沖整形器。 SELECT = 3：以慢速循環(huán)中斷優(yōu)先級等級調(diào)用控制器，僅處理 PID 算法。 |
表2. FB58"TCONT_CP" 的輸入輸出參數(shù)
| 參數(shù) | 變量類型 | 數(shù)據(jù)類型 | 取值范圍 | 默認 | 描述 | 應(yīng)用 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CYCLE | IN/OUT | REAL | 0.1(s) | 采樣時間 | ||
| CYCLE_P | IN/OUT | REAL | 0.02(s) | 脈沖整形器作用的采樣時間 | ||
| SP_INT | IN/OUT | REAL | 0.0 | 設(shè)定值 | ||
| MAN | IN/OUT | REAL | 0.0 | 手動控制值 | ||
| COM_RST | IN/OUT | BOOL | 0.0 | 完全重啟動 | 置位后自動復(fù)位 | |
| MAN_ON | IN/OUT | BOOL | TRUE | 手/自動切換按鈕 |
MAN_ON: 0:自動 1:手動 |
表3. FB58"TCONT_CP"的輸出參數(shù)
| 參數(shù) | 變量類型 | 數(shù)據(jù)類型 | 取值范圍 | 默認 | 描述 | 說明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LMN | OUT | REAL | 0.0 | 調(diào)節(jié)值 | ||
| LMN_PER | OUT | INT | 0 | 外設(shè)調(diào)節(jié)值 | PQW xxx | |
| QLMN_HLM | OUT | BOOL | FALSE | 調(diào)節(jié)值上限報警 | ||
| QLMN_LLM | OUT | BOOL | FALSE | 調(diào)節(jié)值下限報警 | ||
| LMN_P | OUT | REAL | 0.0 | 比例分量 | ||
| LMN_I | OUT | REAL | 0.0 | 積分分量 | ||
| LMN_D | OUT | REAL | 0.0 | 微分分量 | ||
| PV | OUT | REAL | 0.0 | 當前值輸出 | ||
| QPLUSE | OUT | BOOL | FLASE | 脈沖輸出 | ||
| QC_ACT | OUT | BOOL | FLASE | 連續(xù)控制指示 | 此參數(shù)指示是否在下一次調(diào)用塊時處理連續(xù)控制組件（僅當 SELECT 的值為 0 或為 1 時才相關(guān)） |
表4. FB58"TCONT_CP"的常用靜態(tài)參數(shù)
| 參數(shù) | 偏移量 | 數(shù)據(jù)類型 | 取值范圍 | 默認 | 描述 | 說明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DEAD_W | 44.0 | REAL | 0.0 | 死區(qū) | ||
| I_ITLVAL | 48.0 | REAL | -100~100(%) | 0.0 | 積分初始值 | |
| LMN_HLM | 52.0 | REAL | FALSE | 輸出值上限 | ||
| LMN_LLM | 56.0 | REAL | FALSE | 輸出值下限 | ||
| PER_TM | 76.0 | REAL | 0.0 | 周期時間 | 脈沖調(diào)制的周期時間 | |
| P_B_TM | 80.0 | REAL | 0.0 | 最小脈沖/中斷時間 | 防止閥門頻繁開關(guān) | |
| TUN_DLMN | 84.0 | REAL | -100~100(%) | 0.0 | 階躍值 | 控制器調(diào)節(jié)的過程激發(fā)是由 TUN_DLMN 中的輸出值階躍變化引起的。 |
| PER_MODE | 88.0 | INT | 0 | 輸入值模式選擇 |
可使用此開關(guān)輸入 I/O 模塊的類型。然后，在 PV 輸出中對輸入 PV_PER 中的過程值進行如下標定： PER_MODE = 0：熱電偶；PT100/NI100；標準 PV_PER * 0.1 單位：°C，°F PER_MODE = 1：PT100/NI100；氣候型 PV_PER * 0.01 單位：°C，°F PER_MODE = 2：電流/電壓 PV_PER * 100/27648 單位：% |
|
| PVPER_ON | 90.0 | BOOL | FLASE | 當前值選擇外設(shè) |
PVPER_ON: 0:當前值選擇PV_IN 1:當前值選擇PV_PER |
|
| I_ITL_ON | 90.1 | BOOL | FLASE | 積分設(shè)定值 |
I_ITL_ON: 0:積分作用值由偏差計算 1:積分作用值為I_ITVAL |
|
| PULSE_ON | 90.2 | BOOL | FLASE | 激活脈沖功能 | ||
| ER | 92.0 | REAL | 0.0 | 偏差 | ER=SP_INT-PV_IN | |
| LMN_P | 96.0 | REAL | 0.0 | 比例分量 | ||
| LMN_I | 100.0 | REAL | 0.0 | 積分分量 | ||
| LMN_D | 104.0 | REAL | 0.0 | 微分分量 | ||
| PHASE | 108.0 | INT | 0 | 自整定階段 |
在輸出 PHASE 中指示控制器調(diào)節(jié)的當前階段。 PHASE = 0：無調(diào)節(jié)模式；自動模式或手動模式 PHASE = 1：啟動調(diào)節(jié)準備就緒；檢查參數(shù)、等待激發(fā)、測量采樣時間 PHASE = 2：實際調(diào)節(jié)：使用常量輸出值搜索拐點。在背景數(shù)據(jù)塊中輸入采樣時間。 PHASE = 3：計算過程參數(shù)。在進行調(diào)節(jié)之前保存有效的控制器參數(shù)。 PHASE = 4：控制器設(shè)計 PHASE = 5：根據(jù)新的調(diào)節(jié)變量跟蹤控制器 PHASE = 7：驗證過程類型 |
|
| STATUS_H | 110.0 | INT | 0 | 整定狀態(tài)字 | ||
| STATUS_D | 112.0 | INT | 0 | 被控對象類型 | 一階、二階等被控對象 | |
| PI_CON | 116.0 | STRUCT | PI 控制器 | |||
| GAIN | +0.0 | REAL | 0.0 | 比例參數(shù) | ||
| TI | +4.0 | REAL | (s) | 0.0 | 積分參數(shù) | |
| PID_CON | 124.0 | STRUCT | PID 控制器 | |||
| GAIN | +0.0 | REAL | 0.0 | 比例參數(shù) | ||
| TI | +4.0 | REAL | (s) | 0.0 | 積分參數(shù) | |
| TD | +8.0 | REAL | (s) | 0.0 | 微分參數(shù) | |
| PAR_SAVE | 136.0 | STRUCT | PID 參數(shù)存儲 | |||
| PFAC_SP | +0.0 | REAL | 0.0 | 設(shè)定值比例因子 | ||
| GAIN | +4.0 | REAL | 0.0 | 比例參數(shù) | ||
| TI | +8.0 | REAL | (s) | 0.0 | 積分參數(shù) | |
| TD | +12.0 | REAL | (s) | 0.0 | 微分參數(shù) | |
| D_F | +16.0 | REAL | 5.0~10.0 | 5.0 | 微分因子 | |
| CON_ZONE | +20.0 | REAL | 0.0 | 控制帶 | ||
| CONC_ON | +24.0 | BOOL | FLASE | 控制帶使能 | ||
| PFAC_SP | 162.0 | REAL | 0.0 | 設(shè)定值比例因子 | ||
| GAIN | 166.0 | REAL | 0.0 | 比例參數(shù) | ||
| TI | 170.0 | REAL | (s) | 0.0 | 積分參數(shù) | |
| TD | 174.0 | REAL | (s) | 0.0 | 微分參數(shù) | |
| D_F | 178.0 | REAL | 5.0~10.0 | 5.0 | 微分因子 | |
| CON_ZONE | 182.0 | REAL | 0.0 | 控制帶 | ||
| CONC_ON | 186.0 | BOOL | FLASE | 控制帶使能 | ||
| TUN_ON | 186.1 | BOOL | FLASE | 啟動自整定 | ||
| TUN_ST | 186.2 | BOOL | FLASE | 激活激勵 | 如果在控制器調(diào)節(jié)期間操作點的設(shè)定值保持恒定，則 TUN_ST=1 將激活輸出值階躍變化（變化量為 TUN_DLMN）。 | |
| UNDO_PAR | 186.3 | BOOL | FLASE | 加載參數(shù) | 從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) PAR_SAVE 加載控制器參數(shù) PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_FCONZ_ON 和 CON_ZONE （僅在手動模式下有效）。 | |
| SAVE_PAR | 186.4 | BOOL | FLASE | 保存參數(shù) | 在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) PAR_SAVE 中保存控制器參數(shù) PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_F、CONZ_ON 和 CON_ZONE。 | |
| LOAD_PID | 186.5 | BOOL | FLASE | 加載參數(shù) | 根據(jù) PID_ON，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) PI_CON 或 PID_CON 加載控制器參數(shù) GAIN、TI,TD（僅在手動模式下有效） | |
| PID_ON | 186.6 | BOOL | FLASE | 模式選擇 |
在輸入 PID_ON 中，可以指定已調(diào)整的控制器作為 PI 控制器還是作為 PID 控制器運行。 PID 控制器：PID_ON = TRUE PI 控制器：PID_ON = FALSE 但是，對于某些過程類型，盡管 PID_ON = TRUE，仍然只能設(shè)計 PI 控制器。 |
|
手/自動選擇（MAN_ON）
表5.MAN_ON的選擇
| 參數(shù) | 狀態(tài) | 說明 |
|---|---|---|
| MAN_ON | 0 | 自動控制：PID經(jīng)過程序塊計算輸出 |
| MAN_ON | 1 | 手動控制：直接由MAN控制輸出 |
當前值PV_IN與PV_PER的選擇
表6.PVPER_ON的選擇
| 參數(shù) | 狀態(tài) | 說明 |
|---|---|---|
| PVPER_ON | 0 | PV_IN有效 |
| PVPER_ON | 1 | PV_PER有效 |
注：無論當前值選擇哪個管腳，SP_INT必須與其量綱相同
當選擇PV_IN作為反饋值時， FB58"TCONT_CP"與FB41"CONT_C"的用法一樣
PVPER_ON=1時，PER_MODE模式選擇
表7.PID參數(shù)設(shè)定
| 參數(shù) | 描述 | 公式 |
|---|---|---|
| PER_MODE=0 | 熱電偶或熱電阻標準型 | PV_PER*0.1 |
| PER_MODE=1 | 熱電阻氣候型 | PV_PER*0.01 |
| PER_MODE=2 | 電流/電壓轉(zhuǎn)換 | PV_PER * 100/27648 |
圖3. PER_MODE=0
圖4. PER_MODE=1
圖5. PER_MODE=2
審核編輯：劉清
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