西门子S7-200模块CPU224XPCN详解
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默认情况下,LMN_HLM和LMN_LLM分别是100.0和0.0,从上图中可以看出,手动值的有效数值范围也应该是0.0~100.0。
在参数MAN_ON为False的情况下,PID投入运行,控制回路处于自动工作状态。
为了降低手动/自动切换过程中扰动,算法通过如下措施来实现无扰切换:
- 在自动的状态下,比例和积分的运算结果之和会写入到单元MAN中,这样在由自动切换到手动的过程中不会引起控制输出波动;
- 在手动的状态下,积分项的输出等于MAN的值减去比例项的值(偏差ER*增益Gain),而在自动状态中,积分项是一个累计的结果,这样在切换到自动状态时积分项不会有太大的突变。
从上面的分析可以知道,FB58已经集成了相应的无扰切换的功能,不需要编写额外的程序来实现。
2.5 保存和重新装载参数
保存和重新装载控制器参数是FB58中的新功能,主要用来实现在多套参数之间的切换。
从上图中可以看出,控制参数的处理有三种方式:
(1)从PID_CON/PI_CON中装载
要实现此装载,必须满足如下几种条件:
手动控制状态(MAN_ON=True);
PID_CON.GAIN或者PI_CON.GAIN不为0;
LOAD_PID为1
如果参数PID_ON为1,则从PID_CON中装载如下参数:
GAIN、TI、TD,并计算ConZONE=250.0/GAIN
如果参数PID_ON为0,则从PI_CON中装载如下参数:
GAIN、TI、TD,并计算ConZONE=250.0/GAIN。特殊地,此时会关闭控制带功能,即设置CON_ZONE参数为0,并让微分参数TD设置为0.0。
装载完成之后,参数LOAD_PID会自动复位。
值得注意的是,如果PID_CON中保存的增益参数PID_CON.GAIN为0,则自动会修改PID_ON为0,并转而从PI_CON中获取参数。
注:PID_CON/PI_CON中的参数来自于自整定过程。
(2)保存参数
保存参数可以在任何工作状态下进行,只需设置参数SAVE_PAR为1即可。可以将如下参数保存找PAR_SAVE结构体中:
PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_F、CONZ_ON、CON_ZONE
在保存结束之后,参数位SAVE_PAR会自动复位。
(3)重新装载参数
重新装载是“保存参数"的逆过程,但其执行是需要条件的:
手动控制状态(MAN_ON=True);
PAR_SAVE.GAIN不为0;
参数UNDO_PAR为1。
在重新装载完成之后,参数UNDO_PAR会自动复位。
3 gaoji功能
3.1 控制带
温度控制回路是一个有明显滞后特性的对象,这给实际的调节过程带来了很多的问题,显著的困难就是在过程值偏离设定值较大时,调节过程过于缓慢,而在接近设定值时容易出现较大的超调。
从上述的两个问题出发,PID应该满足这样的功能:
- 在偏差超过一定的范围时,PID输出或者小的调节量,让温度值快速回到一个小的范围中,以缩短回路的调节时间;
- 在设定值附近时,越靠近调节量变化越小,以防止超调。
为此,FB58提供了一个“控制带(Control Zone)"功能,其工作原理是这样的:
- 当过程值PV大于设定值SP_INT,且偏差的值超过CON_ZONE,则以输出下限LMN_LLM作为输出值;
- 当过程值PV小于设定值SP_INT,且偏差的值超过CON_ZONE,则以输出上限LMN_HLM作为输出值;
- 如果偏差的值小于CON_ZONE,则以实际PID的计算结果作为输出值。
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