西门子CP5621网卡/原装总代理

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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。

　　图10 控制带（正作用情况下，即gain>0.0）

　　默认参数中lmn_llm是0.0，lmn_hlm是100.0，控制带使能位conz_on是false，控制带范围是100.0。

　　如上图所示的控制带解决了在偏差较大时pid调节过于缓慢的问题，但在控制带范围中要避免因大滞后导致的超调，需要弱化pid的输出，要实现这个功能，可以通过降低比例参数和增加微分作用。在同样的偏差情况下，比例增益越小，pid输出变化越缓慢。微分作用简单来看就是通过偏差的变化量来调节，在接近设定值的过程中，温度变化速度在逐步变慢，此时的微分作用可以起到弱化控制输出的功能，进而达到减少超调的目的。因此，推荐控制带在有微分作用的前提下使用。参数装载的过程也体现了这一点：

　　- 如果是装载pi_con下的参数，因为没有微分功能，所以会设置conz_on为false。

　　在使用过程中，控制带参数con_zone应该始终设置为一个大于等于0.0的值，否则会导致pid运算结果永远不会被执行的故障现象。

　　3.2 脉冲输出方式

　　和fb41不同，fb58中集成有脉宽调制输出的功能，通过将pid的运算结果换算成对应的脉冲占空比来达到加热/冷却的控制。

　　在fb58的脉冲输出环节中涉及到的关键参数有：

　　pulse_on：脉冲输出使能；

　　per_tm：输出脉冲的周期时间；

　　cycle_p：脉冲输出的刷新时间，推荐per_tm/cycle_p>50，即将周期时间分为时间长度为cycle_p的“片"，在每个cycle_p时间间隔里，脉冲输出单元运算一次以判断下一个cycle_p中应该输出高电平还是低电平，per_tm和cycle_p的比值越大，说明输出脉冲的精度就也高；

　　p_b_tm：小脉冲/小断开时间。例如当pid的计算输出接近于100.0时，那么输出的脉冲中低电平时间接近于0，针对执行机构而言，其需要在极短的时间里关断，然后再打开，这会严重缩短设备的工作寿命，为此，通过设置小脉冲断开/脉冲时间就可以避免此问题。当需要输出的高电平时间小于p_b_tm时，则不会输出这个高电平；当需要输出的高电平时间大于周期时间per_tm-p_b_tm时，则整个周期都输出高电平。p_b_tm设置的过长，可以降低对执行机构的冲击，但会影响输出脉冲和整个回路的控制精度；设置的过短，则对执行机构不利。

　　图11 脉冲输出

　　如上图所示，lmnn为pid的运算结果，通过和脉冲周期时间per_tm相乘得到高电平的输出时间：

　　脉宽=lmnn*per_tm/100

　　脉冲输出单元每次执行都累加一个cycle_p，通过判断累加值和脉宽，或者和周期与脉宽差值的比较来改变输出点的状态。

　　3.2.1 脉冲输出和pid运算

　　在fb58中，脉冲输出和pid计算是两个相对独立的过程，各自有自己的计算周期。对于pid计算来说，cycle参数可以看成是pid计算的循环周期时间，例如pid在ob35每次执行过程中都会被调用，而硬件组态过程中ob35的周期时间被设置成了500ms，则cycle应该填写为0.5。对于脉冲输出来说，其循环周期时间是cycle_p。这两个时间参数可以一样，也可以不一样。pid的计算周期主要由被测量的变化规律决定的，而脉冲输出的cycle_p参数由要求的脉冲输出精度决定。

　　为了协调pid和脉冲输出之间的矛盾，fb58提供了“select"参数，其具体使用如下所示：

　　根据上表描述，fb58的调用可以有如下三种情况：

　　（1）select=0，fb58只在周期中断ob（例如ob35）中调用

　　此时的参数配置应该将cycle_p和周期中断ob的中断时间保持一致。因为pid计算的执行条件是cycle_p的累计值和cycle参数一致，而脉冲输出周期per_tm则应该cycle_p的整数倍，和cycle无关。

　　例如，在ob35中调用fb58，ob35的周期时间为50ms，fb58中的cycle_p是0.05s，cycle是1.0s，per_tm是3.0s。

　　观察参数之间的关系，cycle是cycle_p的20倍，即ob35每20个周期执行一次fb58里的pid计算，而输出的脉冲周期是3秒钟。

　　（2）fb58分别在ob1和周期中断ob（例如ob35）中调用