西门子PID功能块FB58(TCONT_CP)基本功能

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FB58(TCONT_CP)基本功能

功 能:FB58 “TCONT_CP“ 针对温度控制过程而设计(也可应用于其他控制过程),可实现连续调节及比例调节元件的两级调节。

输出类型:模拟量输出或PWM输出可选。

应用领域:特别适用于温度控制过程,可选 PI 或 PID 控制方式。适用于带自整定功能的回路。

特 点:具备温度信号转换的功能,带自整定功能,同时具备模拟量输出和PWM输出方式,两步控制方式,比例作用可弱化,控制带功能。

西门子PID功能块FB58(TCONT_CP)基本功能

图1.FB58"TCONT_CP" 的方框图

主要参数

西门子PID功能块FB58(TCONT_CP)基本功能

图2. FB58"TCONT_CP"程序块

注:以TIA Portal V13 SP1为例,该功能块在STEP 7中的管脚与其相同

表1. FB58"TCONT_CP" 的输入参数

参数 变量类型 数据类型 取值范围 默认 描述 应用
PV_IN IN REAL -100~100(%)或者 物理值 0.0 过程变量输入
必须与SP_INT单位一致
PV_PER IN INT 0 外设过程变量输入

PIW xxx

DISV IN REAL -100~100(%) 0.0 干扰变量

INT_HPOS IN BOOL FLASE 积分作用的输出可在正向保持
必须与SP_INT单位一致
INT_HNEG IN BOOL FLASE 积分作用的输出可在负向保持
SELECT IN INT 0 模式选择

如果脉冲整形器开启,则有几种方法可以调用 PID 算法和脉冲整形器:

SELECT = 0:以快速循环中断优先级等级调用控制器,处理 PID 算法和脉冲整形器。
SELECT = 1:在 OB1 中调用控制器,仅处理 PID 算法。
SELECT = 2:以快速循环中断优先级等级调用控制器,仅处理脉冲整形器。
SELECT = 3:以慢速循环中断优先级等级调用控制器,仅处理 PID 算法。

表2. FB58"TCONT_CP" 的输入输出参数

参数 变量类型 数据类型 取值范围 默认 描述 应用
CYCLE IN/OUT REAL 0.1(s) 采样时间

CYCLE_P IN/OUT REAL 0.02(s) 脉冲整形器作用的采样时间
SP_INT IN/OUT REAL 0.0 设定值
MAN IN/OUT REAL 0.0 手动控制值

COM_RST IN/OUT BOOL 0.0 完全重启动
置位后自动复位
MAN_ON IN/OUT BOOL TRUE 手/自动切换按钮
MAN_ON:
0:自动
1:手动

表3. FB58"TCONT_CP"的输出参数

参数 变量类型 数据类型 取值范围 默认 描述 说明
LMN OUT REAL 0.0 调节值
LMN_PER OUT INT 0 外设调节值
PQW xxx
QLMN_HLM OUT BOOL FALSE 调节值上限报警
QLMN_LLM OUT BOOL FALSE 调节值下限报警
LMN_P OUT REAL 0.0 比例分量
LMN_I OUT REAL 0.0 积分分量
LMN_D OUT REAL 0.0 微分分量
PV OUT REAL 0.0 当前值输出
QPLUSE OUT BOOL FLASE 脉冲输出
QC_ACT OUT BOOL FLASE 连续控制指示 此参数指示是否在下一次调用块时处理连续控制组件(仅当 SELECT 的值为 0 或为 1 时才相关)

表4. FB58"TCONT_CP"的常用静态参数

参数 偏移量 数据类型 取值范围 默认 描述 说明
DEAD_W 44.0 REAL 0.0 死区
I_ITLVAL 48.0 REAL -100~100(%) 0.0 积分初始值
LMN_HLM 52.0 REAL FALSE 输出值上限
LMN_LLM 56.0 REAL FALSE 输出值下限
PER_TM 76.0 REAL 0.0 周期时间 脉冲调制的周期时间
P_B_TM 80.0 REAL 0.0 最小脉冲/中断时间 防止阀门频繁开关
TUN_DLMN 84.0 REAL -100~100(%) 0.0 阶跃值 控制器调节的过程激发是由 TUN_DLMN 中的输出值阶跃变化引起的。
PER_MODE 88.0 INT 0 输入值模式选择 可使用此开关输入 I/O 模块的类型。 然后,在 PV 输出中对输入 PV_PER 中的过程值进行如下标定:
PER_MODE = 0:热电偶;PT100/NI100;标准
PV_PER * 0.1 单位: °C,°F
PER_MODE = 1:PT100/NI100;气候型
PV_PER * 0.01 单位: °C,°F
PER_MODE = 2:电流/电压
PV_PER * 100/27648 单位: %
PVPER_ON 90.0 BOOL FLASE 当前值选择外设 PVPER_ON:
0:当前值选择PV_IN
1:当前值选择PV_PER
I_ITL_ON 90.1 BOOL FLASE 积分设定值 I_ITL_ON:
0:积分作用值由偏差计算
1:积分作用值为I_ITVAL
PULSE_ON 90.2 BOOL FLASE 激活脉冲功能
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 积分分量
LMN_D 104.0 REAL 0.0 微分分量
PHASE 108.0 INT 0 自整定阶段 在输出 PHASE 中指示控制器调节的当前阶段。
PHASE = 0:无调节模式;自动模式或手动模式
PHASE = 1:启动调节准备就绪;检查参数、等待激发、测量采样时间
PHASE = 2:实际调节: 使用常量输出值搜索拐点。 在背景数据块中输入采样时间。
PHASE = 3:计算过程参数。 在进行调节之前保存有效的控制器参数。
PHASE = 4:控制器设计
PHASE = 5:根据新的调节变量跟踪控制器
PHASE = 7:验证过程类型
STATUS_H 110.0 INT 0 整定状态字
STATUS_D 112.0 INT 0 被控对象类型 一阶、二阶等被控对象
PI_CON 116.0 STRUCT PI 控制器
GAIN +0.0 REAL 0.0 比例参数
TI +4.0 REAL (s) 0.0 积分参数
PID_CON 124.0 STRUCT PID 控制器
GAIN +0.0 REAL 0.0 比例参数
TI +4.0 REAL (s) 0.0 积分参数
TD +8.0 REAL (s) 0.0 微分参数
PAR_SAVE 136.0 STRUCT PID 参数存储
PFAC_SP +0.0 REAL 0.0 设定值比例因子
GAIN +4.0 REAL 0.0 比例参数
TI +8.0 REAL (s) 0.0 积分参数
TD +12.0 REAL (s) 0.0 微分参数
D_F +16.0 REAL 5.0~10.0 5.0 微分因子
CON_ZONE +20.0 REAL 0.0 控制带
CONC_ON +24.0 BOOL FLASE 控制带使能
PFAC_SP 162.0 REAL 0.0 设定值比例因子
GAIN 166.0 REAL 0.0 比例参数
TI 170.0 REAL (s) 0.0 积分参数
TD 174.0 REAL (s) 0.0 微分参数
D_F 178.0 REAL 5.0~10.0 5.0 微分因子
CON_ZONE 182.0 REAL 0.0 控制带
CONC_ON 186.0 BOOL FLASE 控制带使能
TUN_ON 186.1 BOOL FLASE 启动自整定
TUN_ST 186.2 BOOL FLASE 激活激励 如果在控制器调节期间操作点的设定值保持恒定,则 TUN_ST=1 将激活输出值阶跃变化(变化量为 TUN_DLMN)。
UNDO_PAR 186.3 BOOL FLASE 加载参数 从数据结构 PAR_SAVE 加载控制器参数 PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_FCONZ_ON 和 CON_ZONE (仅在手动模式下有效)。
SAVE_PAR 186.4 BOOL FLASE 保存参数 在数据结构 PAR_SAVE 中保存控制器参数 PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_F、CONZ_ON 和 CON_ZONE。
LOAD_PID 186.5 BOOL FLASE 加载参数 根据 PID_ON,从数据结构 PI_CON 或 PID_CON 加载控制器参数 GAIN、TI,TD(仅在手动模式下有效)
PID_ON 186.6 BOOL FLASE 模式选择 在输入 PID_ON 中,可以指定已调整的控制器作为 PI 控制器还是作为 PID 控制器运行。
PID 控制器: PID_ON = TRUE
PI 控制器: PID_ON = FALSE但是,对于某些过程类型,尽管 PID_ON = TRUE,仍然只能设计 PI 控制器。

手/自动选择(MAN_ON)

表5.MAN_ON的选择

参数 状态 说明
MAN_ON 0 自动控制:PID经过程序块计算输出
MAN_ON 1 手动控制:直接由MAN控制输出

当前值PV_IN与PV_PER的选择

表6.PVPER_ON的选择

参数 状态 说明
PVPER_ON 0 PV_IN有效
PVPER_ON 1 PV_PER有效

注:无论当前值选择哪个管脚,SP_INT必须与其量纲相同

当选择PV_IN作为反馈值时, FB58"TCONT_CP"与FB41"CONT_C"的用法一样

PVPER_ON=1时,PER_MODE模式选择

表7.PID参数设定

参数 描述 公式
PER_MODE=0 热电偶或热电阻标准型 PV_PER*0.1
PER_MODE=1 热电阻气候型 PV_PER*0.01
PER_MODE=2 电流/电压转换 PV_PER * 100/27648

西门子PID功能块FB58(TCONT_CP)基本功能

图3. PER_MODE=0

西门子PID功能块FB58(TCONT_CP)基本功能

图4. PER_MODE=1

西门子PID功能块FB58(TCONT_CP)基本功能

图5. PER_MODE=2

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