无扰动切换的实现

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无扰动切换的实现
物理值 2
了“上极限”。
林升笔记
20 LMN_LLM
-100.0(%)至
MANIPULATED VALUE LOW LIMIT（受控数值的下限）受控数值必须设
REAL LMN_HLM 或 0.0 定有一个“上限”和一个“下限”。“受控数值下限”输入端确定了
者物理值 2
“下极限”。
必须连接到外围设备，并且输入“ PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON”必须置位。
3.SP_INT：INTERNALSETPOINT（内部设定点）“内部设定点”输入端用于确定设定值。
4. PV_IN REAL：PROCESSVARIABLE IN（过程变量输入）可以设置一个初始值到“过程变量输入”输入端或者连接
23 LMN_FAC
REAL
MANIPULATED VALUE FACTOR（受控数值系数）“受控数值系数”输 1.0
入端用于与受控数值相乘。该输入端可以用于匹配受控数值的范围。
24 LMN_OFF
REAL
MANIPULATED VALUE（受控数值的偏移量）“受控数值的偏移量”可 0.0
以与受控数值相加。该输入端可以用于匹配受控数值的范围。
1
无扰动切换的实现
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在一个项目中总会建立许多的数据块“DB”为了，能区分其它的数据块，可以编辑一个未用的名称，比如
DB3 来作为它的项目名称，这样不仅在总目录下可以看见其具体使用于那个 FB41 块，而且在程序中也可以清楚
地看到它的功能。
如上图，右键点击“DB3”，在弹出的对话框中选择“Object Properties(项目属性)”以打开下面的对话框。
FALSE
PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/（过程变量外设接通）如果过程变 量从I/O 读取，输入“PV_PER”必须连接到外围设备，并且输入 “ PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON”必须置位。
PROPORTIONAL ACTION ON（比例分量接通）PID 各分量在 PID 算法 TRUE 中可以分别激活或者取消。当输入端“比例分量接通”被置位时，P
量被接通。
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CYCLE
TIME
>=1ms
T#1s SAMPLE TIME（采样时间）块调用之间的时间必须恒定。“采样时间”
3
无扰动切换的实现
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输入规定了块调用之间的时间，应该与 OB35 设定时间保持一致。
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SP_INT
-100.0 至
INTERNALSETPOINT（内部设定点） “内部设定点”输入端用于确定
21
PV_FAC
REAL
PROCESS VARIABLE FACTOR（过程变量系数）“过程变量系数”输入 1.0
端用于和过程变量相乘。该输入端可以用于匹配过程变量范围。
22
PV_OFF
REAL
PROCESSVARIABLE OFFSET（过程变量偏移量）“过程变量偏移”输入 0.0
端可以添加到“过程变量”。该输入端可以用于匹配过程变量的范围。
DEAD BAND WIDTH（死区宽度）死区用于存储错误。“死区宽度”输
REAL
0.0
物理值 1
入端确定了死区的容量大小。
LMN_LLM 至
MANIPULATED ALUE HIGH LIMIT（ 受控数值的上限）受控数值必须
19 LMN_HLM
REAL
100.0
100.0(%)或者
设定有一个“上限”和一个“下限”。“受控数值上限”输入端确定
INTEGRAL COMPONENT（积分分量）“积分分量”输出端输出受控数值 0.0 的积分分量。
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7
LMN_D
-100.0 至
DISTURBANCE VARIABLE（干扰变量）对于前馈控制，干扰变量被连
REAL
+100.0(%)或 0.0 接到“干扰变量”输入端。
者物理值 2
以上就是 FB41 块的输入端，常用的是以下几个： 1. MAN_ON：MANUAL VALUE ON（手动数值接通）如果输入端“手动数值接通”被置位，那么闭环控制循环将中 断。手动数值被设置为受控数值。如下图示意，当其为 1 时，FB41 块处于手动状态，而为 0 时则处于自动状态， 默认的状态是手动状态。而且在很多情况下，处于安全生产的考虑，一般都是将自动控制系统的初始状态设定为 手动控制。
25
I_ITLVAL
-100.0 至
INITIALIZATION VALUE OF THE INTEGRAL-ACTION（积分分量初始化值）
REAL
+100.0(%)或 0.0 积分器的输出可以用输入端 “I_ITL_ON” 设置。初始化数值可以
者物理值 2
设为“积分分量初始值”输入。
26
DISV
W#16 #0000
PROCESS VARIABLE PERIPHERY（过程变量外设）外围设备的实际数值， 通过I/O 格式的过程变量被连接到“过程变量外围设备”输入端， 连接到控制器
13
MAN
-100.0 至
MANUAL VALUE（手动数值）“手动数值”输入端可以用于通过操作
REAL +100.0(%) 或 0.0 者接口功能设置一个手动数值。
在上图中选中“Symblic Name”，并在其旁边的空白处输入其具体的名称，这里我输入的是“PID_Ctrl”，然后 点击“OK”以完成编辑。此时在程序中即可看见我们编辑的名称了：
2
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3.FB41 的简介：SFB/FB41“CONT_C”（连续控制器）用于使用连续的 I/O 变量在 SIMATIC S7 控制系统中控制技术
者物理值 2
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GAIN
REAL
PROPORTIONAL GAIN（比例增益）“比例增益”输入端可以设置控制 2.0
器的比例增益系数。
15
TI
RESET TIME（复位时间）“复位时间”输入端确定了积分器的时间响
TIME
>=CYCLE
T#20s
应。
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TD
DERIVATIVE TIME（微分时间）“微商时间”输入端确定了微商单元的
分量被接通。
5
I_SEL
BOOL
INTEGRAL ACTION ON（积分分量接通）PID 各分量在 PID 算法中可以 TRUE 分别激活或者取消。当输入端“积分分量接通”被置位时，I 分量被
接通。
6
INT_HOLD
BOOL
FALSE
INTEGRAL ACTION HOLD（积分分量保持）积分器的输出被冻结。为 此，必须置位输入“Integral Act源自文库on Hold（积分操作保持）”。
TIME
>=CYCLE
T#10s
时间响应。
TIME LAG OF THE DERIVATIVE ACTION（微分分量的滞后时间）微商操
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TM_LAG
TIME
>=(CYCLE/2) T#2s 作的算法包括一个时间滞后，可以被赋值给“微分分量的滞后时间”
输入端上。
18 DEADB_W
>=0.0(%)或者
7
I_ITL_ON
BOOL
INITIALIZATION OF THE INTEGRAL ACTION（积分分量初始化接通）积 FALSE 分器的输出可以被设置为输入“I_ITLVAL”。为此，必须置位输入“积
分操作的初始化”。
8
D_SEL
BOOL
DERIVATIVE ACTION ON（微分分量接通）PID 各分量在 PID 算法中可 FALSE 以分别激活或者取消。当输入端“微分分量接通”被置位时，D 分
在调用 FB41 块时，其最上方会有 3 个红色的“？？？”要求我们 添加背景数据块，如右图所示→。
这个背景数据块可以任意添加，但不能和已有的数据块名冲突， 比如已建立了 一 个 “DB2” 的 数 据块，此时为 FB41 添加背景数据块时就不能再使用“DB2”这 个数据块了，必需另外再写一个，比如左图的“DB3”。在添加 “DB3”的时候系统还会再弹出一个对话框要求我们确认是否 创建这个背景数据块。当然还是点击“YES”以完成。
3 QLMN_HLM
BOOL
4 QLMN_LLM
BOOL
5
LMN_P
REAL
6
LMN_I
REAL
FALSE FALSE
0.0
HIGH LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED（达到受控数值上限） 受控数值必须规定一个最大极限和一个最小极限。“达到受控数值上 限”指示已超过最大极限。 LOW LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED （达到受控数值下限）受控数值必须规定一个最大极限和一个最小 极限。“达到受控数值下限”指示已超过最小极限。 PROPORTIONALITY COMPONENT（比例分量）“比例分量”输出端输出 受控数值的比例分量。
REAL
+100.0(%) 或 0.0 设定值。
者物理值 1
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PV_IN
-100.0 至
PROCESSVARIABLE IN（过程变量输入）可以设置一个初始值到“过程
REAL +100.0(%) 或 0.0 变量输入”输入端或者连接一个浮点数格式的外部过程变量。
者物理值 1
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PV_PER
WORD
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。
下面就这个问题来详细讲解一下实现的步骤：
1.在这里使用下位软件 Step7 V5.5、上位软件 WinCC 6.0 SP3 来实现
其功能，首先从功能块库中调用 FB41 块，调用 FB41 的路径为：
8. TD：DERIVATIVE TIME（微分时间）“微商时间”输入端确定了微商单元的时间响应。
9. I_ITLVAL：INITIALIZATION VALUE OF THE INTEGRAL-ACTION（积分分量初始化值）积分器的输出可以用输入端
“I_ITL_ON” 设置。初始化数值可以设为“积分分量初始值”输入。
无扰动切换的实现
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在生产实践中，一套自动控制系统如果能实现自动←→手动无扰动切换，对于操作工而言那会相当方便，而
且对于系统而言也会比较安全。
无扰动切换的概念：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
3.2.输出管脚
序号
参数
数据类型 数值范围 缺省
说明
1
LMN
REAL
2
LMN_PER
WORD
MANIPULATED VALUE（受控数值）有效的受控数值被以浮点数格式 0.0 输出在“受控数值”输出端上。
W#16 #0000
MANIPULATEDVALUE PERIPHERY（受控数值外围设备）I/O 格式的受控 数值被连接到“受控数值外围设备”输出端上的控制器。
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无扰动切换的实现
MAN_ON MAN
1
AUTO
0
LMN LIMIT
QLMN_HLM QLMN_LLM
LMN_NORM
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CRP_OUT
%
LMN LMN_PER
LMN_HLM LMN_LLM
LMN_FAC LMN_OFF
2.PVPER_ON：PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/（过程变量外设接通）如果过程变量从 I/O 读取，输入“PV_PER”
一个浮点数格式的外部过程变量。
5. MAN：MANUAL VALUE（手动数值）“手动数值”输入端可以用于通过操作者接口功能设置一个手动数值。
6. GAIN：GAIN（比例增益）“比例增益”输入端可以设置控制器的比例增益系数。
7. TI：RESET TIME（复位时间）“复位时间”输入端确定了积分器的时间响应。
Libraries→Standard Library→PID Control Blocks→FB41 CONT_C
ICONT，双击 FB41 CONT_C ICONT 即可调用，如右图所示→。
如果前面已经调用了 FB41 块则会弹出以下对话框：
这个对话框表示：FB41 已经存在，是否要完全覆盖？当然点击“YES”以确定。 2.为 FB41 块确定地址。
过程。
3.1.FB41 输入管脚
序号
参数
数据类型
数值范围
缺省
说
明
1
COM_RST
BOOL
FALSE
COMPLETE RESTART（完全再起动）。该块有一个初始化程序，可以在 输入参数 COM_RST 置位时运行。
2
MAN_ON
BOOL
3
PVPER_ON
BOOL
4
P_SEL
BOOL
TRUE
MANUAL VALUE ON（手动数值接通）如果输入端“手动数值接通” 被置位，那么闭环控制循环将中断。手动数值被设置为受控数值。