FB58高级功能

设定值弱化pfac_sp
积分保持
控制带con_zone
自整定
通过控制面板自整定
通过程序块自整定
设定值阶跃自整定方式
工作点自整定方式
自整定过程phase
目录
fb58 “tcont_cp“与fb41“cont_c”相比增加了如表1.所示的功能,本文将以表1.为引导,逐一描述。
表1. fb58 “tcont_cp“与fb41“cont_c”功能对比
fb41
fb58
过程i/o处理

增加per_mode
设定值弱化
-

积分保持

增加正/反向保持
控制带
-

自整定
-

参数装载/保存/重载
-

pwm
-

无扰切换
手动→自动

注:过程i/o已经在前面的文档里描述,故不再重复
设定值弱化pfac_sp
pfac_sp=1.0 设定值发生变化,比例作用发挥全部作用;
pfac_sp=0.0 设定值发生变化,比例作用不发挥任何作用。
图1. fb58 “tcont_cp“: pfac_sp=1.0
图2. fb58 “tcont_cp“: pfac_sp=0.0
积分保持
fb58 “tcont_cp“积分保持增加了正/反向积分保持功能
正向积分保持:er>0,积分作用冻结
反向积分保持:er<0,积分作用冻结
表2.积分保持
int_hpos
int_hneg
正向保持
1
0
反向保持
0
1
积分保持
1
1
下图由wincc截取各个积分保持的曲线:
黑色(sp):设定值
红色(pv):当前值
蓝色(out):pid输出
粉色(i):积分分量
图3.正向积分保持
图4. 反向积分保持
图5.积分保持
控制带con_zone
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:
1,在偏差超过一定的范围时,pid输出大或者小的调节量,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;
2,在设定值附近时,越靠近调节量变化越小,以防止超调。
图6,控制带
由上图可见:
1,pv>sp_int+cone_zone; lmn=lmn_llm
2,pv<sp_int+cone_zone; lmn=lmn_hlm
3,.sp_int-con_zone < pv < sp_int+con_zone; lmn=lmn_sum
下图由wincc截取死区的控制曲线:
黑色(sp):设定值
红色(pv):当前值
蓝色(out):pid输出
粉色(i):积分分量
图7. 控制带控制方式
自整定
fb58 “tcont_cp“功能块自带自整定功能。
自整定有如下几种整定方式:
1,使用设定值阶跃变化,通过逼近工作点来实现整定;
2,通过设置一个起始位,在工作点上进行整定;
注: 以上两种方式均可在控制面板或程序内实现。
自整定可整定如下参数:
1,pfac_sp;
2,比例参数gain;
3,积分时间ti;
4,微分时间td;(仅pid参数整定)
5,微分因子d_f;
6,控制带开/关conz_on=1;(仅pid参数整定)
7,控制带宽度con_zone;(仅pid参数整定)
通过控制面板自整定
如下图示所,通过面板做自整定:
注: 以step 7 v5.5为例
图8. 自整定控制面板
图9. 自整定介绍. 单击next,下一步
图10 .整定控制器参数选择 . 单击next,下一步
a. pid参数整定,包含控制带及微分参数;
b.pi参数整定 ,不包含控制带及微分参数.
图11. 自整定激励方式 . 单击next,下一步
a. 使用设定值阶跃变化,通过逼近工作点来实现整定;
b. 通过设置一个起始位,在工作点上进行整定.
图12. 过程激励. 单击next,下一步
a. 设定值
1,当在上一步选择tune at the operating point by setting a start bit, 无法修改;
2,当在上一步选择tune by approaching the operating point with a setpoint step change,可修改设定值阶跃值.
b,输出值阶跃(tun_dlmn):
当进行整定后进入phase 2,lmn=lmn0+tun_dlmn (为阶跃值).
图13. 自整定结果
a,整定结果
b,控制器类型
通过程序块自整定
同样也可以通过程序块进行自整定,步骤如下:
1.设置tun_on=ture,准备整定控制器。控制器从阶段0切换到阶段1。
2.在阶段1中等待一段时间后,在sp_int参数设置一个设定值阶跃变化,或者设置tun_st=ture。控制器输出一个由数值tun_dlmn改变了的可调节变量,然后开始搜索拐点。
设定值阶跃自整定方式
由wincc截图可看设定值阶跃自整定:
设定值(sp):红色
反 馈 (pv):绿色
输 出 (lmn):深蓝色
自整定整定阶段(phase):浅蓝色
自整定启动(tun_on):紫色
整定结果(stauts_h):黄色
图14. 设定值阶跃自整定方式
工作点自整定方式
由wincc截图可看设定值阶跃自整定:
设定值(sp):红色
反 馈 (pv):绿色
输 出 (lmn):深蓝色
自整定整定阶段(phase):浅蓝色
自整定启动(tun_on):紫色
整定结果(stauts_h):黄色
图15. 工作点自整定方式
自整定过程phase
由以上两图可知,当激活自整定后,主要有4个阶段:
phase 1:tun_on=true,进入phase 1 lmn当前值写入.dbd220(lmn0);
phase 2:由sp_int的阶跃变化或tun_st触发整定,进入phase 2,搜索拐点lmn=lmn0+tun_dlmn;
phase 3~5:参数整定,当pv值超过了sp值阶跃变化的75%,整定结束。始终以自动方式启动,并且lmn=lmn0+0.75*tun_dlmn(即使整定前处于手动模式)
phase 7:检查过程类型
注意事项:
1,设定值阶跃和tun_dlmn必须合适匹配,如果tun_dlmn太高,设定值阶跃变化的75%范围内找不到拐点;
2,tun_dlmn必须足够高,以便过程变量可以至少达到设定值阶跃变化的22%,否则可能会一直停留在phase 2。
自整定出错状态和纠正方法
图16. 自整定常见问题
注意:
1,同时置位tun_on和tun_st,系统始终处于phase1,无法启动自整定;
2,当有效的tun_dlmn<5%时(阶段1结束),status_h=30002,整定被终止;
3,采样时间cycle和cycle_p之间的差值超过了5%, status_h=30005,整定被终止。