针对温度控制而设计的FB58（TCONT_CP）简析

功 能：FB58 “TCONT_CP“ 针对温度控制过程而设计（也可应用于其他控制过程），可实现连续调节及比例调节元件的两级调节。

输出类型：模拟量输出或PWM输出可选。

应用领域：特别适用于温度控制过程，可选 PI 或 PID 控制方式。适用于带自整定功能的回路。

特 点：具备温度信号转换的功能，带自整定功能，同时具备模拟量输出和PWM输出方式，两步控制方式，比例作用可弱化，控制带功能。

图1.FB58"TCONT_CP" 的方框图

主要参数

图2. FB58"TCONT_CP"程序块

注：以TIA Portal V13 SP1为例，该功能块在STEP 7中的管脚与其相同

表1. FB58"TCONT_CP" 的输入参数

参数	变量类型	数据类型	取值范围	默认	描述	应用
PV_IN	IN	REAL	-100~100(%)或者 物理值	0.0	过程变量输入	必须与SP_INT单位一致
PV_PER	IN	INT		0	外设过程变量输入	PIW xxx
DISV	IN	REAL	-100~100(%)	0.0	干扰变量
INT_HPOS	IN	BOOL		FLASE	积分作用的输出可在正向保持	必须与SP_INT单位一致
INT_HNEG	IN	BOOL		FLASE	积分作用的输出可在负向保持
SELECT	IN	INT		0	模式选择	如果脉冲整形器开启，则有几种方法可以调用 PID 算法和脉冲整形器： SELECT = 0：以快速循环中断优先级等级调用控制器，处理 PID 算法和脉冲整形器。 SELECT = 1：在 OB1 中调用控制器，仅处理 PID 算法。 SELECT = 2：以快速循环中断优先级等级调用控制器，仅处理脉冲整形器。 SELECT = 3：以慢速循环中断优先级等级调用控制器，仅处理 PID 算法。

表2. FB58"TCONT_CP" 的输入输出参数

参数	变量类型	数据类型	取值范围	默认	描述	应用
CYCLE	IN/OUT	REAL		0.1(s)	采样时间
CYCLE_P	IN/OUT	REAL		0.02(s)	脉冲整形器作用的采样时间
SP_INT	IN/OUT	REAL		0.0	设定值
MAN	IN/OUT	REAL		0.0	手动控制值
COM_RST	IN/OUT	BOOL		0.0	完全重启动	置位后自动复位
MAN_ON	IN/OUT	BOOL		TRUE	手/自动切换按钮	MAN_ON: 0:自动 1:手动

表3. FB58"TCONT_CP"的输出参数

参数	变量类型	数据类型	取值范围	默认	描述	说明
LMN	OUT	REAL		0.0	调节值
LMN_PER	OUT	INT		0	外设调节值	PQW xxx
QLMN_HLM	OUT	BOOL		FALSE	调节值上限报警
QLMN_LLM	OUT	BOOL		FALSE	调节值下限报警
LMN_P	OUT	REAL		0.0	比例分量
LMN_I	OUT	REAL		0.0	积分分量
LMN_D	OUT	REAL		0.0	微分分量
PV	OUT	REAL		0.0	当前值输出
QPLUSE	OUT	BOOL		FLASE	脉冲输出
QC_ACT	OUT	BOOL		FLASE	连续控制指示	此参数指示是否在下一次调用块时处理连续控制组件（仅当 SELECT 的值为 0 或为 1 时才相关）

表4. FB58"TCONT_CP"的常用静态参数

参数	偏移量	数据类型	取值范围	默认	描述	说明
DEAD_W	44.0	REAL		0.0	死区
I_ITLVAL	48.0	REAL	-100~100(%)	0.0	积分初始值
LMN_HLM	52.0	REAL		FALSE	输出值上限
LMN_LLM	56.0	REAL		FALSE	输出值下限
PER_TM	76.0	REAL		0.0	周期时间	脉冲调制的周期时间
P_B_TM	80.0	REAL		0.0	最小脉冲/中断时间	防止阀门频繁开关
TUN_DLMN	84.0	REAL	-100~100(%)	0.0	阶跃值	控制器调节的过程激发是由 TUN_DLMN 中的输出值阶跃变化引起的。
PER_MODE	88.0	INT		0	输入值模式选择	可使用此开关输入 I/O 模块的类型。然后，在 PV 输出中对输入 PV_PER 中的过程值进行如下标定： PER_MODE = 0：热电偶；PT100/NI100；标准 PV_PER * 0.1 单位：°C，°F PER_MODE = 1：PT100/NI100；气候型 PV_PER * 0.01 单位：°C，°F PER_MODE = 2：电流/电压 PV_PER * 100/27648 单位：%
PVPER_ON	90.0	BOOL		FLASE	当前值选择外设	PVPER_ON: 0:当前值选择PV_IN 1:当前值选择PV_PER
I_ITL_ON	90.1	BOOL		FLASE	积分设定值	I_ITL_ON: 0:积分作用值由偏差计算 1:积分作用值为I_ITVAL
PULSE_ON	90.2	BOOL		FLASE	激活脉冲功能
ER	92.0	REAL		0.0	偏差	ER=SP_INT-PV_IN
LMN_P	96.0	REAL		0.0	比例分量
LMN_I	100.0	REAL		0.0	积分分量
LMN_D	104.0	REAL		0.0	微分分量
PHASE	108.0	INT		0	自整定阶段	在输出 PHASE 中指示控制器调节的当前阶段。 PHASE = 0：无调节模式；自动模式或手动模式 PHASE = 1：启动调节准备就绪；检查参数、等待激发、测量采样时间 PHASE = 2：实际调节：使用常量输出值搜索拐点。在背景数据块中输入采样时间。 PHASE = 3：计算过程参数。在进行调节之前保存有效的控制器参数。 PHASE = 4：控制器设计 PHASE = 5：根据新的调节变量跟踪控制器 PHASE = 7：验证过程类型
STATUS_H	110.0	INT		0	整定状态字
STATUS_D	112.0	INT		0	被控对象类型	一阶、二阶等被控对象
PI_CON	116.0	STRUCT	PI 控制器
GAIN	+0.0	REAL		0.0	比例参数
TI	+4.0	REAL	(s)	0.0	积分参数
PID_CON	124.0	STRUCT	PID 控制器
GAIN	+0.0	REAL		0.0	比例参数
TI	+4.0	REAL	(s)	0.0	积分参数
TD	+8.0	REAL	(s)	0.0	微分参数
PAR_SAVE	136.0	STRUCT	PID 参数存储
PFAC_SP	+0.0	REAL		0.0	设定值比例因子
GAIN	+4.0	REAL		0.0	比例参数
TI	+8.0	REAL	(s)	0.0	积分参数
TD	+12.0	REAL	(s)	0.0	微分参数
D_F	+16.0	REAL	5.0~10.0	5.0	微分因子
CON_ZONE	+20.0	REAL		0.0	控制带
CONC_ON	+24.0	BOOL		FLASE	控制带使能
PFAC_SP	162.0	REAL		0.0	设定值比例因子
GAIN	166.0	REAL		0.0	比例参数
TI	170.0	REAL	(s)	0.0	积分参数
TD	174.0	REAL	(s)	0.0	微分参数
D_F	178.0	REAL	5.0~10.0	5.0	微分因子
CON_ZONE	182.0	REAL		0.0	控制带
CONC_ON	186.0	BOOL		FLASE	控制带使能
TUN_ON	186.1	BOOL		FLASE	启动自整定
TUN_ST	186.2	BOOL		FLASE	激活激励	如果在控制器调节期间操作点的设定值保持恒定，则 TUN_ST=1 将激活输出值阶跃变化（变化量为 TUN_DLMN）。
UNDO_PAR	186.3	BOOL		FLASE	加载参数	从数据结构 PAR_SAVE 加载控制器参数 PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_FCONZ_ON 和 CON_ZONE （仅在手动模式下有效）。
SAVE_PAR	186.4	BOOL		FLASE	保存参数	在数据结构 PAR_SAVE 中保存控制器参数 PFAC_SP、GAIN、TI、TD、D_F、CONZ_ON 和 CON_ZONE。
LOAD_PID	186.5	BOOL		FLASE	加载参数	根据 PID_ON，从数据结构 PI_CON 或 PID_CON 加载控制器参数 GAIN、TI,TD（仅在手动模式下有效）
PID_ON	186.6	BOOL		FLASE	模式选择	在输入 PID_ON 中，可以指定已调整的控制器作为 PI 控制器还是作为 PID 控制器运行。 PID 控制器：PID_ON = TRUE PI 控制器：PID_ON = FALSE 但是，对于某些过程类型，尽管 PID_ON = TRUE，仍然只能设计 PI 控制器。

手/自动选择（MAN_ON）

表5.MAN_ON的选择

参数	状态	说明
MAN_ON	0	自动控制：PID经过程序块计算输出
MAN_ON	1	手动控制：直接由MAN控制输出

当前值PV_IN与PV_PER的选择

表6.PVPER_ON的选择

参数	状态	说明
PVPER_ON	0	PV_IN有效
PVPER_ON	1	PV_PER有效

注：无论当前值选择哪个管脚，SP_INT必须与其量纲相同

当选择PV_IN作为反馈值时， FB58"TCONT_CP"与FB41"CONT_C"的用法一样

PVPER_ON=1时，PER_MODE模式选择

表7.PID参数设定

参数	描述	公式
PER_MODE=0	热电偶或热电阻标准型	PV_PER*0.1
PER_MODE=1	热电阻气候型	PV_PER*0.01
PER_MODE=2	电流/电压转换	PV_PER * 100/27648

图3. PER_MODE=0

图4. PER_MODE=1

图5. PER_MODE=2

审核编辑：刘清