1、PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 1 of 50 用 Step7 中 SFB41/FB 41，SFB42/FB42 ，SFB43/FB43 实现 PID控制SLC A&D CSMay 2004PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 2 of 50 目 录1 概述 .31.1 应用 .41.2 控制系统分析 .42 PID 系统控制器的选择 .82.1 连续控制器、开关控制器 .82.2 固定值控制器 .92.3 级联控制器 .92.4 混合控制器 .92.5 比例控制器 .102.5.1 单循环比例控制器 .102.5.2 多循环比
2、例控制器 .102.6 二级控制器 .102.7 三级控制器 .113 布线 .113.1 布线规则 .113.1.1 连接电缆 .113.1.2 屏蔽端接元件 .113.1.3 警告 .113.1.4 其它信息 .114 参数赋值工具介绍 .114.1 调试 PID 参数的用户界面 .124.2 获取在线帮助的途径 .135 在用户程序中实现 .135.1 调用功能块 .135.2 背景数据块 .145.3 程序结构 .14PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 3 of 50 6 功能块介绍 .146.1 连续调节功能 SFB 41/FB 41 “CONT_C”
3、 .146.1.1 简介 .146.1.2 应用程序 .156.1.3 说明 .156.2 步进控制功能 SFB 42/FB 42“CONT_S”.276.2.1 简介 .276.2.2 应用程序 .276.2.3 说明 .276.3 脉冲宽度调制器 SFB 43/FB 43“PULSEGEN”.376.3.1 简介 .376.3.2 应用程序 .376.3.3 说明 .377 功能块举例 .501 概述本文中所讨论的功能块（SFB41/FB41，SFB42/FB42，SFB43/FB43）仅仅是使用于 S7 和C7 的 CPU 中的循环中断程序中。该功能块，定期计算所需要的数据，保存在指定的
4、 DB 中（背景数据块）。允许多次调用该功能块。CONT_C 块与 PULSEGEN 块组合使用，可以获得一个带有比例执行机构脉冲输出的控制器（例如，加热和冷却装置）。 SFB41/FB41 (CONT_C)， 连续控制方式； SFB42/FB42 (CONT_S)， 步进控制方式； SFB43/FB43 (PULSEGEN)， 脉冲宽度调制器；注意：SFB41/42/43，与 FB41/42/43 兼容，可以用于 CPU 313C、CPU 313C-2 DP/PTP 和CPU 314C-2 DP/PTP 中。PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 4 of 50
5、1.1 应用借助于由你组态大量模块组成的控制器，可以完成带有 PID 算法的实际控制器。控制效率，即处理速度取决于你所使用的 CPU 性能。对于给定的 CPU，必须在控制器的数量和控制器所需要执行频率之间找到一个折衷方案。连接的控制电路越快，所安装的控制器数量越少，则每个时间单位计算的数值就越多。对于控制过程的类型没有限制。较慢（温度、填料位，等）以及较快的控制系统（流量、速度，等）都可以控制。1.2 控制系统分析控制系统的静态性能（增益）和动态性能（滞后、空载时间、积分常数，等），都是设计系统控制器及其静态参数（P 操作）和动态参数（I、D 操作）的主要因素。因此，熟练掌握控制系统的类型和特
6、性非常重要。（如图 1，图 2，图 3，图 4）PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 5 of 50 图 1PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 6 of 50 图 2PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 7 of 50 图 3PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 8 of 50 图 42 PID 系统控制器的选择控制系统的属性由技术过程和机器条件决定。因此，为了获得良好的控制效果，你必须选择最适用的系统控制器。2.1 连续控制器、开关控制器 连续控制器，输出一个线性（模拟）
7、数值。 开关控制器，输出一个二进制（数字）数值。PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 9 of 50 2.2 固定值控制器固定值控制，使用设定固定数值进行的过程控制，只是偶尔修改一下参考变量，过程偏差的控制。2.3 级联控制器级联控制器，控制器串行连接控制。第一个控制器（主控制器）决定了串行控制器（从控制器）的设定点，或者根据过程变量的实际错误影响器设定点。一个级联控制器的控制性能可以使用其它的过程变量加以改进。为此，可以为主控制变量添加一个辅助过程变量 PV2（主控制器 SP2 的输出）。主控制器可以将过程变量 PV1 施加给设定点 SP1，并且可以调整 SP2
8、，以便尽可能快地到达目标，而没有过调节。（如图 5）图 52.4 混合控制器混合控制器是指根据每个被控组件所需要的设定点总数量，来计算总 SP 数量的一种控制结构。在此，混合系数 FAC 的和必须为“1”。（如图 6）PID_FB41_FB42_FB43SLC A&D CS Page 10 of 50 图 62.5 比例控制器2.5.1 单循环比例控制器单循环比例控制器，可以用于“两个过程变量之间的比率”比“两个过程变量的绝对数值”重要的场合。（例如，速度控制）。（如图 7）图 72.5.2 多循环比例控制器对于多循环比例控制，两个过程变量 PV1 和 PV2 之比保持为常数。因此，可以使用第一个控制循环的过程数值，来计算第二个控制循环的设定点。对于过程变量 PV1 的动态变化，也可以保证保持特定的比例。（如图 8）图 82.6 二级控制器一个二级控制器只能采集两个输出状态（例如，开和关）。典型的控制为：一个加热的系统，通过继电器输出的脉冲宽度调制。
