代理西门子6ES7810-4CC10-0KA5

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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。