西門(mén)子MM440變頻器

6SE6440-2UD35-5FB1MICROMASTER 440 無(wú)濾波器 380-480V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定轉(zhuǎn)矩 55kW 過(guò)載 150% 60S，200% 3S 二次矩 75kW 850x 350x 320（高x寬x深） 護(hù)等級(jí) IP20 環(huán)境溫度 -10+50°C 無(wú) AOP/BOP

什么是PROFIdrive？
PROFIdrive是變頻器制造廠商為優(yōu)化周期通信而開(kāi)發(fā)的用戶(hù)數(shù)據(jù)框架，目的是提供變頻器PROFIBUS接口的制造廠商標(biāo)準(zhǔn)，使集成、調(diào)試時(shí)間小化，這個(gè)FAQ描述了控制器和變頻器之間周期通信的常用語(yǔ)。

周期數(shù)據(jù)通信
周期數(shù)據(jù)通信報(bào)文基本結(jié)構(gòu)如下：

圖1
 

用戶(hù)數(shù)據(jù)（PPO）構(gòu)成：

用戶(hù)數(shù)據(jù)（PPO）
PROFIdrive Profile 2.0定義了周期通信的用戶(hù)數(shù)據(jù)為PPO。主站使用PPO周期地讀取從站參數(shù)，PPO分為兩部分：PKW區(qū)和PZD區(qū)。分成兩個(gè)區(qū)的結(jié)果是在處理時(shí)間上有所區(qū)分，通常對(duì)PKW處理要比PZD慢。

圖2
PKW區(qū)
通過(guò)PKW可以任意地監(jiān)控/修改變頻器的參數(shù)。例如，可以讀出故障值或者是小、限制。PKW區(qū)至少由三部分構(gòu)成，分別是參數(shù)號(hào)碼PKE、參數(shù)下標(biāo)IND、參數(shù)值PWE，參數(shù)值PWE占用兩個(gè)字。有的PPO類(lèi)型沒(méi)有PKW區(qū)。

圖3
 

參數(shù)標(biāo)志	解釋
參數(shù)號(hào)碼PKE	參數(shù)號(hào)碼PKE是一個(gè)16位的值，由任務(wù)或者應(yīng)答ID（AK）、參數(shù)修改位（SPM）和參數(shù)標(biāo)號(hào)（PNU）構(gòu)成。它的結(jié)構(gòu)如下： 圖4   任務(wù)/應(yīng)答ID（AK） 任務(wù)/應(yīng)答ID由位12～15構(gòu)成，任務(wù)ID是主站發(fā)送報(bào)文到從站，應(yīng)答ID是從站返回報(bào)文給主站。在PROFIdrive Profile 2.0版本中任務(wù)ID 值0到9定義如下：0－無(wú)任務(wù)，1－請(qǐng)求參數(shù)值，2－修改參數(shù)值等，可以對(duì)指定的變頻器發(fā)送多任務(wù)ID。用戶(hù)可以參考相關(guān)的手冊(cè)了解任務(wù)/應(yīng)答ID。 參數(shù)修改位（SPM） 位11是一個(gè)觸發(fā)位，用于指定不同范圍的參數(shù)。 參數(shù)標(biāo)號(hào)（PNU） 位0～10是指定變頻器的參數(shù)號(hào)碼。
參數(shù)下標(biāo)IND	周期通信中參數(shù)下標(biāo)IND在高字節(jié)中包含子下標(biāo)（也包括數(shù)組子下標(biāo)），在PROFIdrive Profile 2.0版本中低字節(jié)的值沒(méi)有定義，可以根據(jù)變頻器的使用分配。 圖5   編輯參數(shù)時(shí)子下標(biāo)發(fā)送的是訪問(wèn)參數(shù)的下標(biāo)，編輯描述元素時(shí)（AK=4）發(fā)送的是期望元素的數(shù)量。
參數(shù)值PWE	參數(shù)值PWE總是以雙字方式發(fā)送，一個(gè)PPO報(bào)文只能傳輸一個(gè)參數(shù)值。 圖6   一個(gè)32位的參數(shù)值由PWE1（第三個(gè)字是高字）和PWE2（第四個(gè)字是低字）兩部分構(gòu)成，一個(gè)16位的參數(shù)值以PWE2發(fā)送，這種情況下須在PROFIBUS-DP主站中把PWE1設(shè)為0。

PZD區(qū)
PZD區(qū)傳輸?shù)氖侵髡景l(fā)送控制字、頻率設(shè)定值到從站和從站返回狀態(tài)字、實(shí)際值到主站。PZD區(qū)傳輸?shù)膮?shù)不同于PKW區(qū)，即PKW區(qū)傳輸?shù)膮?shù)要在報(bào)文中定義，而PZD區(qū)傳輸?shù)倪^(guò)程變量在PPO類(lèi)型或者變頻器中已經(jīng)定義。PZD區(qū)傳輸?shù)倪^(guò)程數(shù)據(jù)的數(shù)量由PPO類(lèi)型或者變頻器決定。

圖7
 

下面是須具備的PZD預(yù)定義名字：
 

PROFIdrive Profile V2.0以后的版本有5個(gè)預(yù)先定義的PKW區(qū)，它不同于先前討論的PKW區(qū)或者PZD區(qū)的長(zhǎng)度。

圖8 Fig. 8
 

在PROFIdrive Profile 3.0版本中除了預(yù)先定義的PPO類(lèi)型外還可以自由的配置周期數(shù)據(jù)。例如，在MM420中可以配置4個(gè)字的PZD，在MM440/430中可以配置8個(gè)字的PZD，PZD的數(shù)量不影響PKW區(qū)的配置。

用戶(hù)可參考相關(guān)手冊(cè)得到更多信息，例如關(guān)于任務(wù)/應(yīng)答ID的。如果你有電子版的相關(guān)手冊(cè)，推薦在MICROMASTER PROFIBUS選件板手冊(cè)（手冊(cè)ID：）或者在MASTERDRIVE運(yùn)動(dòng)控制簡(jiǎn)述手冊(cè)（MC 1.66）（手冊(cè)ID：）搜索“PWE”。

問(wèn)題:

        關(guān)于3VL4740-2CP36-8KA0的替代

解答:

       舊型號(hào)：
 3VL4740-2CP36-8KA0

斷路器VL 400N
高分?jǐn)嗄芰?br/>Icu=70KA/415V AC
3,電機(jī)保護(hù)型過(guò)電流脫扣器
LCD ETU40M,LI保護(hù)
額定電流IN=400A
過(guò)載保護(hù)整定范圍IR=160-400A
短路保護(hù)整定范圍II=1.25到11倍的IN
供電電壓為110-127V DC的分勵(lì)脫扣器,無(wú)輔助和報(bào)警觸點(diǎn)

       新型號(hào):
 3VL5750-2CP36-8KA0

斷路器VL 630N
高分?jǐn)嗄芰?br/>Icu=70KA/415V AC
3,電機(jī)保護(hù)型過(guò)電流脫扣器
LCD ETU40M,LI保護(hù)
額定電流IN=500A
過(guò)載保護(hù)整定范圍IR=200-500A
短路保護(hù)整定范圍II=1.25到10倍的IN
供電電壓為110-127V DC的分勵(lì)脫扣器,無(wú)輔助和報(bào)警觸點(diǎn)

請(qǐng)注意如下約束條件：

• 此轉(zhuǎn)換考慮了在400VAC 50/60Hz情況下的開(kāi)關(guān)容量

• 選擇性與后備保護(hù)的數(shù)據(jù)是不同的

• 相對(duì)于環(huán)境溫度的降額系數(shù)是不同的

• 物理尺寸、導(dǎo)體橫截面、體積是不同的

• 電氣間隙和飛弧距離是不同的

• 輔助脫扣器和電動(dòng)機(jī)操作機(jī)構(gòu)的功率消耗是不同的

• 輔助觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)容量是不同的

• 需要考慮產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)存在的差異

• 對(duì)于3VL室內(nèi)安裝請(qǐng)遵循VDE 0660 p..500/IEC 439標(biāo)準(zhǔn)

• 對(duì)于類(lèi)似變頻器設(shè)備的保護(hù)請(qǐng)咨詢(xún)具體的設(shè)備制造廠商

1 FB58基本特性介紹

在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)（Libraries/Standard Library/PID Control Blocks）中的PID控制塊中提供了兩個(gè)用于溫度控制的功能塊FB58和FB59。其中，F(xiàn)B58用于具有連續(xù)或脈沖輸入信號(hào)的執(zhí)行器的溫度控制器，而FB59用于類(lèi)似于定位電機(jī)的執(zhí)行器的步進(jìn)溫度控制器。除了基本的功能之外，F(xiàn)B58還提供PID的參數(shù)自整定功能。

PID功能塊是純軟件控制器，相關(guān)運(yùn)算數(shù)據(jù)存放在相應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊中，對(duì)于不同的回路，應(yīng)該使用不同的背景數(shù)據(jù)塊，否則會(huì)導(dǎo)致PID運(yùn)算混亂的錯(cuò)誤。

FB58可以用在加熱的溫度控制回路（例如控制蒸汽的供給量來(lái)控制溫度），也可以用在冷卻的溫度控制回路（例如控制冷卻風(fēng)扇的頻率、或者冷媒的供給量來(lái)控制溫度）。如果用于冷卻，則回路工作在反作用狀態(tài)，則需要給比例增益參數(shù)GAIN分配一個(gè)負(fù)數(shù)，其他保持不變。

和常規(guī)PID功能塊（例如FB/SFB41）對(duì)比，F(xiàn)B58具有如下特性：
提供控制帶（Control Zone）功能；
控制輸出提供脈沖方式；
過(guò)程值轉(zhuǎn)換增加對(duì)溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換（PV_PER*0.1/0.01）方式的支持；
參數(shù)保存和重新裝載；
控制器參數(shù)自整定功能；
設(shè)定值變化時(shí)的比例作用弱化功能。

2 FB58基本使用

2.1 功能塊調(diào)用
在STEP 7中，提供了關(guān)于FB58和FB59的一個(gè)示例項(xiàng)目，其路徑如下圖所示：

圖1 FB58/59示例項(xiàng)目

該示例項(xiàng)目包含有如下幾個(gè)示例程序：
（1）連續(xù)控制器Continuous controller
輸出類(lèi)型是連續(xù)數(shù)值的一類(lèi)控制器，其中的FB100和DB100是一個(gè)模擬的控制對(duì)象；
（2）脈沖控制Pulse control OB35, OB1
輸出類(lèi)型是單個(gè)脈沖信號(hào)的一類(lèi)控制，在OB35和OB1中同時(shí)調(diào)用，其中的FB102和DB102是一個(gè)模擬的接收脈沖信號(hào)的控制對(duì)象；
（3）脈沖控制Pulse control OB35, OB32
輸出類(lèi)型是單個(gè)脈沖信號(hào)的一類(lèi)控制，在OB35和OB32中同時(shí)調(diào)用，其中的FB102和DB102是一個(gè)模擬的接收脈沖信號(hào)的控制對(duì)象。和上一個(gè)項(xiàng)目不同，這個(gè)項(xiàng)目要求運(yùn)行的CPU能夠支持OB32定時(shí)中斷，例如S7-400 CPU；
（4）脈沖控制器 Pulse controller
輸出類(lèi)型是單個(gè)脈沖信號(hào)的一類(lèi)控制，只在OB35中調(diào)用，其中的FB102和DB102是一個(gè)模擬的接收脈沖信號(hào)的控制對(duì)象。和前面兩個(gè)項(xiàng)目不同，這個(gè)項(xiàng)目只在OB35中調(diào)用FB58即可；
（5）步進(jìn)控制器 Step controller
輸出類(lèi)型是兩個(gè)脈沖信號(hào)的一類(lèi)控制，只在OB35中調(diào)用，其中的FB101和DB101是一個(gè)模擬的控制對(duì)象，例如步進(jìn)電動(dòng)閥門(mén)。這是一個(gè)FB59的應(yīng)用示例。
通過(guò)示例項(xiàng)目可以測(cè)試FB58的各項(xiàng)功能。在具體的編程過(guò)程中，可以從示例項(xiàng)目中將相關(guān)功能塊、組織塊、背景數(shù)據(jù)塊拷貝過(guò)來(lái)，也可以直接編程調(diào)用。
在STEP 7中創(chuàng)建一個(gè)OB35，打開(kāi)并在其中添加FB58：

西門(mén)子MM440變頻器圖2 調(diào)用FB58

如上圖所示，在左側(cè)的總覽列表中，依次進(jìn)入“Libraries”?“Standard Library”?“PID Control Blocks”，在其中拖拽FB58到右側(cè)編程窗口中。填寫(xiě)一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊（例如DB58），由于是新建的一個(gè)DB塊，軟件會(huì)彈出如下窗口：

圖3 生成背景數(shù)據(jù)塊

點(diǎn)擊“Yes”即可生成一個(gè)用于FB58的背景數(shù)據(jù)塊。
在塊（“Blocks”）中找到剛生成的DB塊，雙擊打開(kāi)：

圖4 背景數(shù)據(jù)塊

在背景數(shù)據(jù)塊中可以直接修改相關(guān)的控制參數(shù)，然后點(diǎn)擊工具欄上的按鈕 來(lái)參數(shù)。如果需要查看更加具體的參數(shù)信息，可以切換到數(shù)據(jù)視圖：

圖5 切換到數(shù)據(jù)視圖

在數(shù)據(jù)視圖中，可以點(diǎn)擊工具欄上的 來(lái)進(jìn)行在線監(jiān)控。

2.2 過(guò)程值的處理
在FB58中，對(duì)模擬量的處理遵照如程圖：

圖6 過(guò)程值處理流程

如圖中所示，F(xiàn)B58提供有兩個(gè)過(guò)程值的輸入通道：PV_IN和PV_PER，這兩個(gè)通道用PVPER_ON來(lái)選擇：

表1 PVPER_ON參數(shù)

注：PVPER_ON的默認(rèn)值為False。

對(duì)于PV_PER的輸入，根據(jù)溫度測(cè)量方式的不同，從模擬量輸入通道過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)格式也有所不同，因此，F(xiàn)B58提供過(guò)程值格式轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)CRP_IN，其中涉及到參數(shù)PER_MODE：

表2 PER_MODE參數(shù)

注：PER_MODE的默認(rèn)值為0。

從圖1中的處理流程中可以看到經(jīng)過(guò)CRP_IN之后，還有一個(gè)規(guī)格化（rmalize）的環(huán)節(jié)PV_RM。該環(huán)節(jié)可以對(duì)過(guò)程值進(jìn)行修正，對(duì)于溫度值，可以規(guī)格化為百分比值，同樣地，百分比的值也可以規(guī)格化為溫度值。
其轉(zhuǎn)換公式是：
PV_RM的輸出 = CPR_IN的輸出*PV_FAC+PV_OFFS
例如，通過(guò)溫度變送器將一個(gè)-200℃~1000℃范圍里的溫度值以4~20mA的信號(hào)送至模擬量輸入通道PIW256中。在FB58中設(shè)置

PV_PER         = PIW256
PVPER_ON   = TRUE
PER_MODE  = 2
PV_FAC        = 1.2
PV_OFFS      = -200.0

通過(guò)如上的參數(shù)設(shè)置，則在“PV”參數(shù)中得到一個(gè)溫度值。同樣地，此時(shí)的設(shè)定值SP_INT可以直接設(shè)置為溫度值。
設(shè)定值SP_INT的取值由過(guò)程值的處理過(guò)程所決定，如果過(guò)程值經(jīng)過(guò)處理得到一個(gè)百分比的值，那么SP_INT就是一個(gè)量程的百分比；如果處理得到一個(gè)實(shí)際溫度值，那么設(shè)定值SP_INT也須是一個(gè)溫度值。SP_INT須要有和過(guò)程值一樣的基本單位。

2.3 PID運(yùn)算
PID運(yùn)算是FB58的運(yùn)算，主要通過(guò)對(duì)偏差信號(hào)（設(shè)定值SP_INT-過(guò)程值PV）進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算來(lái)得到對(duì)閥門(mén)、變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)。具體流圖如下圖所示：

西門(mén)子MM440變頻器圖7 PID運(yùn)算流程

從上述流程圖中有如下幾點(diǎn)信息：
- 比例、積分和微分都是對(duì)比例和增益參數(shù)的乘積之積的運(yùn)算，其在時(shí)間域上的表達(dá)式為：

- 地，在積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD為0的時(shí)候，積分作用和微分作用被取消激活，此時(shí)為純比例控制；
- 對(duì)于反作用方式，需要將增益GAIN設(shè)置為負(fù)數(shù)；
- PFAC_SP為比例弱化功能。在設(shè)定值SP_INT發(fā)生階躍變化時(shí)，設(shè)置比例因子PFAC_SP，從而減弱因?yàn)樵O(shè)定值修改而導(dǎo)致的不穩(wěn)定，該比例因子PFAC_SP的取值范圍是0.0~1.0；
- 對(duì)于積分作用，在I_ITL_ON為1的時(shí)候，積分結(jié)果就是I_ITLVAL；
- 積分功能中的INT_HPOS和INT_HNEG參數(shù)為正向積分功能保持和反向積分功能保持，如果此時(shí)偏差ER和增益GAIN的乘積為正，且INT_HPOS為T(mén)rue，那么此次運(yùn)算周期中積分的增加量為0，即積分項(xiàng)LMN_I的輸出不會(huì)改變。INT_HNEG的作用與此類(lèi)似。
- 微分功能中的D_F參數(shù)是微分因子，在微分運(yùn)算中和周期時(shí)間CYCLE作用類(lèi)似。

2.4 手動(dòng)/自動(dòng)切換
FB58的手動(dòng)/自動(dòng)切換是通過(guò)參數(shù)MAN_ON來(lái)完成的，在MAN_ON為T(mén)rue的時(shí)候，PID處在手動(dòng)工作狀態(tài)，此時(shí)，手動(dòng)值通過(guò)參數(shù)MAN給出。

圖8 控制輸出

默認(rèn)情況下，LMN_HLM和LMN_LLM分別是100.0和0.0，從上圖中可以看出，手動(dòng)值的數(shù)值范圍也應(yīng)該是0.0~100.0。
在參數(shù)MAN_ON為False的情況下，PID投入運(yùn)行，控制回路處于自動(dòng)工作狀態(tài)。
為了降低手動(dòng)/自動(dòng)切換過(guò)程中擾動(dòng)，算法通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換：
- 在自動(dòng)的狀態(tài)下，比例和積分的運(yùn)算結(jié)果之和會(huì)寫(xiě)入到單元MAN中，這樣在由自動(dòng)切換到手動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)引起控制輸出波動(dòng)；
- 在手動(dòng)的狀態(tài)下，積分項(xiàng)的輸出等于MAN的值減去比例項(xiàng)的值（偏差ER*增益Gain），而在自動(dòng)狀態(tài)中，積分項(xiàng)是一個(gè)累計(jì)的結(jié)果，這樣在切換到自動(dòng)狀態(tài)時(shí)積分項(xiàng)不會(huì)有太大的突變。
從上面的分析可以知道，F(xiàn)B58已經(jīng)集成了相應(yīng)的無(wú)擾切換的功能，不需要編寫(xiě)額外的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.5 保存和重新裝載參數(shù)
保存和重新裝載控制器參數(shù)是FB58中的新功能，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)在多套參數(shù)之間的切換。

圖9 控制參數(shù)保存和重新裝載

從上圖中可以看出，控制參數(shù)的處理有三種方式：
（1）從PID_CON/PI_CON中裝載
要實(shí)現(xiàn)此裝載，須滿(mǎn)足如下幾種條件：
手動(dòng)控制狀態(tài)（MAN_ON=True）；
PID_CON.GAIN或者PI_CON.GAIN不為0；
LOAD_PID為1
如果參數(shù)PID_ON為1，則從PID_CON中裝載如下參數(shù)：
GAIN、TI、TD，并計(jì)算CONZONE=250.0/GAIN
如果參數(shù)PID_ON為0，則從PI_CON中裝載如下參數(shù)：
GAIN、TI、TD，并計(jì)算CONZONE=250.0/GAIN。地，此時(shí)會(huì)關(guān)閉控制帶功能，即設(shè)置CON_ZONE參數(shù)為0，并讓微分參數(shù)TD設(shè)置為0.0。
裝載完成之后，參數(shù)LOAD_PID會(huì)自動(dòng)復(fù)位。
值得注意的是，如果PID_CON中保存的增益參數(shù)PID_CON.GAIN為0，則自動(dòng)會(huì)修改PID_ON為0，并轉(zhuǎn)而從PI_CON中獲取參數(shù)。
注：PID_CON/PI_CON中的參數(shù)來(lái)自于自整定過(guò)程。
（2）保存參數(shù)
保存參數(shù)可以在任何工作狀態(tài)下進(jìn)行，設(shè)置參數(shù)SE_PAR為1即可?？梢詫⑷缦聟?shù)保存找PAR_SE結(jié)構(gòu)體中：
PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_F、CONZ_ON、CON_ZONE
在保存結(jié)束之后，參數(shù)位SE_PAR會(huì)自動(dòng)復(fù)位。
（3）重新裝載參數(shù)
重新裝載是“保存參數(shù)”的逆過(guò)程，但其執(zhí)行是需要條件的：
手動(dòng)控制狀態(tài)（MAN_ON=True）；
PAR_SE.GAIN不為0；
參數(shù)UNDO_PAR為1。
在重新裝載完成之后，參數(shù)UNDO_PAR會(huì)自動(dòng)復(fù)位。

3 功能

3.1 控制帶
溫度控制回路是一個(gè)有明顯滯后特性的對(duì)象，這給實(shí)際的調(diào)節(jié)過(guò)程帶來(lái)了很多的問(wèn)題，顯著的困難就是在過(guò)程值偏離設(shè)定值較大時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程過(guò)于緩慢，而在接近設(shè)定值時(shí)容易出現(xiàn)較大的調(diào)。
從上述的兩個(gè)問(wèn)題出發(fā)，PID應(yīng)該滿(mǎn)足這樣的功能：
- 在偏差過(guò)的范圍時(shí)，PID輸出或者小的調(diào)節(jié)量，讓溫度值快速回到一個(gè)小的范圍中，以縮短回路的調(diào)節(jié)時(shí)間；
- 在設(shè)定值附近時(shí)，越靠近調(diào)節(jié)量變化越小，以調(diào)。
為此，F(xiàn)B58提供了一個(gè)“控制帶(Control Zone)”功能，其工作原理是這樣的：
- 當(dāng)過(guò)程值PV大于設(shè)定值SP_INT，且偏差的值過(guò)CON_ZONE，則以輸出下限LMN_LLM作為輸出值；
- 當(dāng)過(guò)程值PV小于設(shè)定值SP_INT，且偏差的值過(guò)CON_ZONE，則以輸出上限LMN_HLM作為輸出值；
- 如果偏差的值小于CON_ZONE，則以實(shí)際PID的計(jì)算結(jié)果作為輸出值。

圖10 控制帶（正作用情況下，即GAIN>0.0）

默認(rèn)參數(shù)中LMN_LLM是0.0，LMN_HLM是100.0，控制帶使能位CONZ_ON是False，控制帶范圍是100.0。
如上圖所示的控制帶解決了在偏差較大時(shí)PID調(diào)節(jié)過(guò)于緩慢的問(wèn)題，但在控制帶范圍中要避免因大滯后導(dǎo)致的調(diào)，需要弱化PID的輸出，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，可以通過(guò)降低比例參數(shù)和增加微分作用。在同樣的偏差情況下，比例增益越小，PID輸出變化越緩慢。微分作用簡(jiǎn)單來(lái)看就是通過(guò)偏差的變化量來(lái)調(diào)節(jié)，在接近設(shè)定值的過(guò)程中，溫度變化速度在逐步變慢，此時(shí)的微分作用可以起到弱化控制輸出的功能，進(jìn)而減少調(diào)的目的。因此，推薦控制帶在有微分作用的前提下使用。參數(shù)裝載的過(guò)程也體現(xiàn)了這一點(diǎn)：
- 如果是裝載PI_CON下的參數(shù)，因?yàn)闆](méi)有微分功能，所以會(huì)設(shè)置CONZ_ON為False。
在使用過(guò)程中，控制帶參數(shù)CON_ZONE應(yīng)該設(shè)置為一個(gè)大于等于0.0的值，否則會(huì)導(dǎo)致PID運(yùn)算結(jié)果不會(huì)被執(zhí)行的故障現(xiàn)象。

3.2 脈沖輸出方式
和FB41不同，F(xiàn)B58中集成有脈寬調(diào)制輸出的功能，通過(guò)將PID的運(yùn)算結(jié)果換算成對(duì)應(yīng)的脈沖占空比來(lái)加熱/冷卻的控制。
在FB58的脈沖輸出環(huán)節(jié)中涉及到的關(guān)鍵參數(shù)有：
PULSE_ON：脈沖輸出使能；
PER_TM：輸出脈沖的周期時(shí)間；
CYCLE_P：脈沖輸出的刷新時(shí)間，推薦PER_TM/CYCLE_P>50，即將周期時(shí)間分為時(shí)間長(zhǎng)度為CYCLE_P的“片”，在每個(gè)CYCLE_P時(shí)間間隔里，脈沖輸出單元運(yùn)算以判斷下一個(gè)CYCLE_P中應(yīng)該輸出高電平還是低電平，PER_TM和CYCLE_P的比值越大，說(shuō)明輸出脈沖的就也高；
P_B_TM：小脈沖/小斷開(kāi)時(shí)間。例如當(dāng)PID的計(jì)算輸出接近于100.0時(shí)，那么輸出的脈沖中低電平時(shí)間接近于0，針對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)而言，其需要在短的時(shí)間里關(guān)斷，然后再打開(kāi)，這會(huì)嚴(yán)重縮短設(shè)備的工作壽命，為此，通過(guò)設(shè)置小脈沖斷開(kāi)/脈沖時(shí)間就可以避免此問(wèn)題。當(dāng)需要輸出的高電平時(shí)間小于P_B_TM時(shí)，則不會(huì)輸出這個(gè)高電平；當(dāng)需要輸出的高電平時(shí)間大于周期時(shí)間PER_TM-P_B_TM時(shí)，則整個(gè)周期都輸出高電平。P_B_TM設(shè)置的過(guò)長(zhǎng)，可以降低對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的沖擊，但會(huì)影響輸出脈沖和整個(gè)回路的控制；設(shè)置的過(guò)短，則對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不利。

圖11 脈沖輸出

如上圖所示，LmnN為PID的運(yùn)算結(jié)果，通過(guò)和脈沖周期時(shí)間PER_TM相乘得到高電平的輸出時(shí)間：
脈寬=LmnN*PER_TM/100
脈沖輸出單元每次執(zhí)行都累加一個(gè)CYCLE_P，通過(guò)判斷累加值和脈寬，或者和周期與脈寬差值的比較來(lái)改變輸出點(diǎn)的狀態(tài)。

3.2.1 脈沖輸出和PID運(yùn)算
在FB58中，脈沖輸出和PID計(jì)算是兩個(gè)相對(duì)的過(guò)程，各自有自己的計(jì)算周期。對(duì)于PID計(jì)算來(lái)說(shuō)，CYCLE參數(shù)可以看成是PID計(jì)算的循環(huán)周期時(shí)間，例如PID在OB35每次執(zhí)行過(guò)程中都會(huì)被調(diào)用，而硬件組態(tài)過(guò)程中OB35的周期時(shí)間被設(shè)置成了500ms，則CYCLE應(yīng)該填寫(xiě)為0.5。對(duì)于脈沖輸出來(lái)說(shuō)，其循環(huán)周期時(shí)間是CYCLE_P。這兩個(gè)時(shí)間參數(shù)可以一樣，也可以不一樣。PID的計(jì)算周期主要由被測(cè)量的變化規(guī)律決定的，而脈沖輸出的CYCLE_P參數(shù)由要求的脈沖輸出決定。
為了協(xié)調(diào)PID和脈沖輸出之間的矛盾，F(xiàn)B58提供了“SELE”參數(shù)，其具體使用如下所示：

表3 SELE的參數(shù)配置

根據(jù)上表描述，F(xiàn)B58的調(diào)用可以有如下三種情況：
（1）SELE=0，F(xiàn)B58只在周期中斷OB（例如OB35）中調(diào)用
此時(shí)的參數(shù)配置應(yīng)該將CYCLE_P和周期中斷OB的中斷時(shí)間保持一致。因?yàn)镻ID計(jì)算的執(zhí)行條件是CYCLE_P的累計(jì)值和CYCLE參數(shù)一致，而脈沖輸出周期PER_TM則應(yīng)該CYCLE_P的整數(shù)倍，和CYCLE無(wú)關(guān)。
例如，在OB35中調(diào)用FB58，OB35的周期時(shí)間為50ms，F(xiàn)B58中的CYCLE_P是0.05s，CYCLE是1.0s，PER_TM是3.0s。
觀察參數(shù)之間的關(guān)系，CYCLE是CYCLE_P的20倍，即OB35每20個(gè)周期執(zhí)行FB58里的PID計(jì)算，而輸出的脈沖周期是3秒鐘。
（2）FB58分別在OB1和周期中斷OB（例如OB35）中調(diào)用
在兩個(gè)OB塊中調(diào)用的FB58使用同樣的背景數(shù)據(jù)塊和參數(shù)，只是SELE參數(shù)有所不同，在OB1中調(diào)用，SELE設(shè)置為1；在周期中斷OB中調(diào)用，SELE設(shè)置為2。為了縮短O(píng)B1執(zhí)行時(shí)間，可以通過(guò)FB58背景數(shù)據(jù)塊中的“QC_A”來(lái)選擇是否執(zhí)行FB58，當(dāng)QC_A為T(mén)RUE時(shí)，執(zhí)行，否則跳過(guò)。
在這種方式下，處理原理同（1）一致，不同的是PID運(yùn)算總是在OB1中執(zhí)行罷了。OB1的執(zhí)行周期對(duì)PID運(yùn)算、脈沖輸出均沒(méi)有影響。
（3）FB58在兩個(gè)不同周期時(shí)間的周期中斷OB（例如OB32和OB35）中調(diào)用
FB58分別在兩個(gè)周期中斷OB中調(diào)用，其中周期時(shí)間長(zhǎng)的OB中調(diào)用的FB58的SELE參數(shù)設(shè)置為3，時(shí)間短的設(shè)置為2。
同前面兩種情況不一樣，SELE選擇為3時(shí)，PID的運(yùn)算只和調(diào)用周期有關(guān)。例如OB32定義的周期時(shí)間是1000ms，OB35的周期時(shí)間是100ms，CYCLE_P是0.02s，PER_TM是1.0s。這樣在OB32中定義SELE參數(shù)為3，則每1秒鐘就執(zhí)行PID運(yùn)算，并不是由CYCLE和CYCLE_P的關(guān)系來(lái)決定。

3.2.2 參數(shù)設(shè)置的經(jīng)驗(yàn)法則
前面的描述說(shuō)明了CYCLE/CYCLE_P/PER_TM之間的關(guān)系，對(duì)于具體的參數(shù)設(shè)置，可以有如下幾條法則：
（1）CYCLE時(shí)間不能過(guò)積分時(shí)間TI的10%；
（2）為了控制，脈沖周期時(shí)間PER_TM應(yīng)該至少是CYCLE_P的50倍；
（3）脈沖周期時(shí)間CYCLE不能過(guò)積分時(shí)間TI的5%。

4 自整定功能
FB58的背景數(shù)據(jù)塊中集成了控制器參數(shù)整定的功能，打開(kāi)DB塊，點(diǎn)擊工具欄的 按鈕，使DB塊在線：

西門(mén)子MM440變頻器圖12 背景數(shù)據(jù)塊的參數(shù)分配視圖的在線

背景數(shù)據(jù)塊在線之后，可以看到，相關(guān)的參數(shù)均能讀取。點(diǎn)擊菜單項(xiàng)“Options”下的“Controller Tuning...”，即可開(kāi)始整定：

圖13 選擇控制器整定菜單

控制器整定的向?qū)б还灿?步，步是簡(jiǎn)單的功能介紹：

如下是FB58常用參數(shù)表：

西門(mén)子MM440變頻
器