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S7300PID中FB41功能块的INT_HOLD与I_SEL的区别

S7300PID中FB41功能块的INT_HOLD与I_SEL的区别

分享嘉宾:刘涌波    内容来源:西门子PLC代理商    发布时间:2021-06-10 15:12    浏览量: 第21816篇深度好文:2020个字| 6分钟阅读
  S7300PID中FB41功能块的INT_HOLD与I_SEL的区别?如题,客户学习FB41功能块中,INT_HOLD这个针脚,在视频资料中介绍是积分暂停,查阅西门子资料说这个针脚的功能是积分暂停,又有说是积分冻结,询问到底是啥功能啊?反正是不相信视频说的是积分暂停,要是需要暂停,还要I_SEL干啥?
 
  在此我们先系统了解一下FB41的功能使用。

西门子S7300编程

  FB41(CONT_C)基本使用

 
  FB41“CONT_C”用于在SIMATICS7可编程控制器上,控制带有连续输入和输出变量的工艺过程。在参数分配期间,用户可以激活或取消激活PID控制器的部分功能,如积分冻结等,以使控制器适合实际的工艺过程。
 
  FB41“CONT_C”可以将控制器用作PID固定设定值控制器,或者在多回路控制中用作级联、混合或比率控制器。控制器的功能基于采样控制器的PID控制算法,采样控制器带有一个模拟信号;如果需要的话,还可以扩展控制器的功能,增加一个脉冲生成器环节,以产生脉宽调制的输出信号,用于带有比例执行器的两步或三步控制器。
 
  FB41“CONT_C”必须在OB定时中断内调用,并将CYCLE(采样时间)管脚的调用时间与OB定时中断保持一致,即相等。

  基本功能

 
  FB41可以分为偏差产生、PID运算、PID输出三部分。
 
  以下为管道压力控制实例说明:
 
  升压时,阀门开度增加;降压时,阀门开度减小。
 
  被控对象:0-100Kpa(压力)输入信号:4-20mA
 
  设定值:60Kpa
 
  执行元件:0-100%(阀门)输出信号:4-20mA

  FB41“CONT_C”高级功能

 
  FB41“CONT_C”除了基本的PID运算之外,软件本身也提供了积分设定值、积分保持、死区、无扰动切换(手动切换自动)等高级功能。

  积分分量

 
  FB41“CONT_C”的“LMN_I”积分分量,在手动状态下,根据不同的偏差,不同的MAN值,LMN_I的值不同
 
  注:以TIAPotalV13SP1为例,该功能块在STEP7中的管脚与其相同
 
  当在MAN_ON=1的手动状态时,
 
  LMN_I=LMN-LMN_P,而手动时:LMN=MAN,则:
 
  LMN_I=MAN-LMN_P

  积分初始值

 
  从上述积分分量作用的描述可得出,积分分量的大小依据手动值和比例分量自行计算。如果要实现人为设定,则需要使用积分初始值。
 
  表1.积分初始化管脚
参数 类型 说明
I_ITL_ON BOOL

0:无效
1:有效

I_ITLVAL REAL

积分初始值


  积分冻结

 
  积分饱和:具有积分作用的控制器,只要被控对象与设定值有偏差,其输出就会不停的变化。如果由于某种原因(阀门开度限制、泵故障等),被控对象偏差一时无法消除,而控制器依然要校正这个偏差,经过一段时间之后,控制器输出将进入深度饱和状态,这种现象叫做积分饱和。进入深度饱和的控制器,要等偏差反向之后才会慢慢的从饱和状态退出来,重新恢复控制作用。针对FB41"CONT_C",最常用的解决方法是积分冻结,当PID输出超过某一限制值时,保持积分作用不变。

  在保持偏差不变的条件下(比例分量保持不变),当激活INT_HOLD后,积分分量也保持不变,INT_HOLD设置只有在自动模式下才有效,手动模式下无效。
 

  死区

 
  死区:从控制要求来说,很多系统允许被控量在一定范围内存在误差,在该范围内,要求PID的输出保持不变。系统允许被控量的误差大小,被称为PID的死区宽度。

  死区设置后,当当前值(PV_IN)在死区范围内,FB41"CONT_C"的输出保持不变,死区范围遵循如下公式:
 
  SP_INT-DEADB_W<DEADZONE(PV_IN)<SP_INT+DEADB_W
 

  无扰动切换

 
  无扰动切换:在手动与自动切换的瞬间,保持控制器的输出信号不发生突变,以免切换给控制系统带来干扰。在自动状态下,阀位手动给定值要跟随现场调节阀的阀位反馈值的变化而变化;而在手动状态下,设定值要跟随被调变量(比如:流量、压力、温度、液位等)的实时测量值的变化而变化。
 
  FB41"CONT_C"的控制模式从手动切换到自动是无扰切换,反之不是无扰切换,需要通过编程实现。

  当FB41"CONT_C"从手动切换到自动后,无扰动切换自动生效,系统保持稳定.
 
  当FB41"CONT_C"从手动切到自动后,PID的输出直接变为MAN值,系统振荡.
 

  常问问题

 

  FB41"CONT_C"如何实现P,PI,PD,PID控制模式?

  P_SEL I_SEL D_SEL
P 1 0 0
PI 1 1 0
PD 1 0 1
PID 1 1 1

  FB41"CONT_C"输出LMN与LMN_PER的区别?

 
  LMN的输出范围:LMN_LLM*LMN_FAC+LMN_OFF<LMN<LMN_HLM*LMN_FAC+LMN_OFF;
 
  LMN_PER输出范围:32512<LMN_PER<32511;
 

  积分冻结与积分初始化有什么区别?

 
  1,积分冻结是锁定积分分量,而积分初始化是给积分分量一个初始值;
 
  2,积分冻结仅在自动状态下有效,积分初始化手/自动模式下均有效。
 

  为何激活积分初始化后,积分变量保持不变?

 
  必须用沿调用

  综上,回到文章开始的问题:
 
  I_SEL:
 
  0:关闭积分作用
 
  1:激活积分作用
 
  INT_HOLD:
 
  冻结当前积分作用
 
  (仅自动模式有用)
 
  关于积分冻结的说明:
 
  积分饱和:具有积分作用的控制器,只要被控对象与设定值有偏差,其输出就会不停的变化。如果由于某种原因(阀门开度限制、泵故障等),被控对象偏差一时无法消除,而控制器依然要校正这个偏差,经过一段时间之后,控制器输出将进入深度饱和状态,这种现象叫做积分饱和。进入深度饱和的控制器,要等偏差反向之后才会慢慢的从饱和状态退出来,重新恢复控制作用。针对FB41"CONT_C",最常用的解决方法是积分冻结,当PID输出超过某一限制值时,保持积分作用不变。
 
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