西門子代理6ES7194-4GB60-0AA0

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PLC控制器本身的硬件采用積木式結構，有板，數字I/O模板，模擬I/O模板，還有特殊的模板，條形碼識別模板等模塊，用戶可以根據需要采用在板上擴展或者利用總線技術配備遠程I/O從站的方法來得到想要的I/O數量

手動/自動切換

　　FB58的手動/自動切換是通過參數MAN_ON來完成的，在MAN_ON為True的時候，PID處在手動工作狀態，此時，手動值通過參數MAN給出。

　　圖8 控制輸出

　　默認情況下，LMN_HLM和LMN_LLM分別是100.0和0.0，從上圖中可以看出，手動值的有效數值范圍也應該是0.0~100.0。

　　在參數MAN_ON為False的情況下，PID投入運行，控制回路處于自動工作狀態。

　　為了降低手動/自動切換過程中擾動，算法通過如下措施來實現無擾切換：

　　- 在自動的狀態下，比例和積分的運算結果之和會寫入到單元MAN中，這樣在由自動切換到手動的過程中不會引起控制輸出波動；

　　- 在手動的狀態下，積分項的輸出等于MAN的值減去比例項的值（偏差ER*增益Gain），而在自動狀態中，積分項是一個累計的結果，這樣在切換到自動狀態時積分項不會有太大的突變。

　　從上面的分析可以知道，FB58已經集成了相應的無擾切換的功能，不需要編寫額外的程序來實現。

　　2.5 保存和重新裝載參數

　　保存和重新裝載控制器參數是FB58中的新功能，主要用來實現在多套參數之間的切換。

　　圖9 控制參數保存和重新裝載

　　從上圖中可以看出，控制參數的處理有三種方式：

　?。?）從PID_CON/PI_CON中裝載

　　要實現此裝載，必須滿足如下幾種條件：

　　手動控制狀態（MAN_ON=True）；

　　PID_CON.GAIN或者PI_CON.GAIN不為0；

　　LOAD_PID為1

　　如果參數PID_ON為1，則從PID_CON中裝載如下參數：

　　GAIN、TI、TD，并計算CONZONE=250.0/GAIN

　　如果參數PID_ON為0，則從PI_CON中裝載如下參數：

　　GAIN、TI、TD，并計算CONZONE=250.0/GAIN。特殊地，此時會關閉控制帶功能，即設置CON_ZONE參數為0，并讓微分參數TD設置為0.0。

　　裝載完成之后，參數LOAD_PID會自動復位。

　　值得注意的是，如果PID_CON中保存的增益參數PID_CON.GAIN為0，則自動會修改PID_ON為0，并轉而從PI_CON中獲取參數。

　　注：PID_CON/PI_CON中的參數來自于自整定過程。

　?。?）保存參數

　　保存參數可以在任何工作狀態下進行，只需設置參數SAVE_PAR為1即可?？梢詫⑷缦聟当４嬲襊AR_SAVE結構體中：

　　PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_F、CONZ_ON、CON_ZONE

　　在保存結束之后，參數位SAVE_PAR會自動復位。

　　（3）重新裝載參數

　　重新裝載是“保存參數"的逆過程，但其執行是需要條件的：

　　PAR_SAVE.GAIN不為0；

　　參數UNDO_PAR為1。

　　在重新裝載完成之后，參數UNDO_PAR會自動復位。

　　3 功能

　　3.1 控制帶

　　溫度控制回路是一個有明顯滯后特性的對象，這給實際的調節過程帶來了很多的問題，顯著的困難就是在過程值偏離設定值較大時，調節過程過于緩慢，而在接近設定值時容易出現較大的超調。

　　從上述的兩個問題出發，PID應該滿足這樣的功能：

　　- 在偏差超過一定的范圍時，PID輸出或者小的調節量，讓溫度值快速回到一個小的范圍中，以縮短回路的調節時間；

　　- 在設定值附近時，越靠近調節量變化越小，以防止超調。

　　為此，FB58提供了一個“控制帶(Control Zone)"功能，其工作原理是這樣的：

　　- 當過程值PV大于設定值SP_INT，且偏差的值超過CON_ZONE，則以輸出下限LMN_LLM作為輸出值；

　　- 當過程值PV小于設定值SP_INT，且偏差的值超過CON_ZONE，則以輸出上限LMN_HLM作為輸出值；

　　- 如果偏差的值小于CON_ZONE，則以實際PID的計算結果作為輸出值。

　　圖10 控制帶（正作用情況下，即GAIN>0.0）

　　默認參數中LMN_LLM是0.0，LMN_HLM是100.0，控制帶使能位CONZ_ON是False，控制帶范圍是100.0。

　　如上圖所示的控制帶解決了在偏差較大時PID調節過于緩慢的問題，但在控制帶范圍中要避免因大滯后導致的超調，需要弱化PID的輸出，要實現這個功能，可以通過降低比例參數和增加微分作用。在同樣的偏差情況下，比例增益越小，PID輸出變化越緩慢。微分作用簡單來看就是通過偏差的變化量來調節，在接近設定值的過程中，溫度變化速度在逐步變慢，此時的微分作用可以起到弱化控制輸出的功能，進而達到減少超調的目的。因此，推薦控制帶在有微分作用的前提下使用。參數裝載的過程也體現了這一點：

　　- 如果是裝載PI_CON下的參數，因為沒有微分功能，所以會設置CONZ_ON為False。

　　在使用過程中，控制帶參數CON_ZONE應該始終設置為一個大于等于0.0的值，否則會導致PID運算結果永遠不會被執行的故障現象