针对温度控制过程而设计的FB58-温度控制原理的优缺点

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。

图1.FB58″TCONT_CP” 的方框图

主要参数

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

图3. PER_MODE=0

图4. PER_MODE=1

图5. PER_MODE=2

审核编辑：刘清