S7300-使用SFB-41-FB-41--CONT-C-进行连续控制.pdf

在工业自动化领域，连续控制是通过可编程逻辑控制器(PLC)实施的一种常见控制策略，它用于维持或调节过程变量（例如温度、压力、流量等）到特定设定值。本文件介绍了在西门子SIMATIC S7 PLC上应用SFB/FB“CONT_C”进行连续控制的相关知识点。 连续控制器（CONT_C）的结构和功能是基于PID（比例-积分-微分）控制算法。PID控制器通过计算设定值（SP）与过程值（PV）之间的差异（即误差信号），并使用比例、积分和微分三个操作来生成控制动作，以减小误差。在“CONT_C”连续控制器中，用户可以通过激活或取消激活PID控制器的子功能来适应特定的工艺过程需要。 “CONT_C”连续控制器可以通过SFB（系统功能块）或FB（功能块）的形式实现。SFB是带有系统功能的块，它可以直接被调用，并允许与其他系统功能块一起在程序中集成。FB不包括系统功能，调用它需要在程序中创建一个背景数据块，并在其中声明实例。 连续控制过程中，输入和输出变量通常以模拟信号的形式存在。例如，过程变量（PV）和设定值（SP）可以从传感器和操作面板以模拟电流或电压信号形式读取。控制器对这些变量进行采样处理，然后将控制信号发送到执行机构（如电动阀门或泵）。 在参数分配方面，用户需要使用特定的分配工具来配置PID控制器参数，这通常包括增益（GAIN）、死区（DEADBAND）和时间参数（如积分时间（TI）、微分时间（TD）等）。这些参数的设置对控制器的性能影响至关重要。例如，死区用于消除由于操作变量量化导致的小幅恒定振荡现象。 此外，“CONT_C”连续控制器支持多种控制模式，包括手动和自动模式。在手动模式下，操作员可以手动输入值来控制过程。而自动模式则依赖于PID算法自动计算输出值，以维持过程变量在设定值附近。 “CONT_C”连续控制器还支持前馈控制和反馈控制。反馈控制基于实际过程值（PV）与设定值（SP）之间的差异进行调整。前馈控制则允许输入前馈干扰变量（如流量变化），以提前调整输出值，以应对可能对过程产生影响的外界变化。 为确保控制器的连续控制动作正确无误，必须在周期性中断OB(OB30至OB38)中调用控制块，并在其中输入采样时间CYCLE参数。采样时间指的是控制器计算一次控制动作所需的时间间隔，固定时间间隔的调用确保了控制块计算值的正确性。 “CONT_C”连续控制器还提供了将模拟过程值转换成浮点格式的功能（CRP_IN），以及将控制输出（LMN）转换回模拟信号的功能（CPR_OUT），使得与浮点格式数据的兼容成为可能。 在手动模式和自动模式之间的切换上，控制器能够平滑过渡，确保切换过程不会引起操作值的突变。此外，为了防止超出操作范围，还提供了LMN_LIMIT功能，用于限制操作值。 用户需要对“CONT_C”连续控制器的各个输入参数进行精确的配置，包括但不限于COM_RST（复位）、MAN_ON（手动值开启）、PVPER_ON（外围过程变量开启）、I_SEL（积分选择）等，这些参数的设置直接关系到控制器的启动、停止、参数调整和故障处理。 在实施连续控制时，工程师需要考虑许多因素，包括控制算法的选择、参数的调整、输入输出变量的处理方式、控制器的模式切换等。因此，本文档提供的知识点对掌握在SIMATIC S7 PLC上使用“CONT_C”进行连续控制的原理和应用具有重要的参考价值。