代理西門子6ES7810-4CC10-0KA5

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3.1 控制帶

　　溫度控制回路是一個有明顯滯后特性的對象，這給實際的調節過程帶來了很多的問題，顯著的困難就是在過程值偏離設定值較大時，調節過程過于緩慢，而在接近設定值時容易出現較大的超調。

　　從上述的兩個問題出發，PID應該滿足這樣的功能：

　　- 在偏差超過一定的范圍時，PID輸出或者小的調節量，讓溫度值快速回到一個小的范圍中，以縮短回路的調節時間；

　　- 在設定值附近時，越靠近調節量變化越小，以防止超調。

　　為此，FB58提供了一個“控制帶(Control Zone)"功能，其工作原理是這樣的：

　　- 當過程值PV大于設定值SP_INT，且偏差的值超過CON_ZONE，則以輸出下限LMN_LLM作為輸出值；

　　- 當過程值PV小于設定值SP_INT，且偏差的值超過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，則以實際PID的計算結果作為輸出值。

圖10 控制帶（正作用情況下，即GAIN>0.0）

　　默認參數中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PID調節過于緩慢的問題，但在控制帶范圍中要避免因大滯后導致的超調，需要弱化PID的輸出，要實現這個功能，可以通過降低比例參數和增加微分作用。在同樣的偏差情況下，比例增益越小，PID輸出變化越緩慢。微分作用簡單來看就是通過偏差的變化量來調節，在接近設定值的過程中，溫度變化速度在逐步變慢，此時的微分作用可以起到弱化控制輸出的功能，進而達到減少超調的目的。因此，推薦控制帶在有微分作用的前提下使用。參數裝載的過程也體現了這一點：

　　- 如果是裝載PI_CON下的參數，因為沒有微分功能，所以會設置CONZ_ON為False。

　　在使用過程中，控制帶參數CON_ZONE應該始終設置為一個大于等于0.0的值，否則會導致PID運算結果永遠不會被執行的故障現象。

　　3.2 脈沖輸出方式

　　和FB41不同，FB58中集成有脈寬調制輸出的功能，通過將PID的運算結果換算成對應的脈沖占空比來達到加熱/冷卻的控制。

　　在FB58的脈沖輸出環節中涉及到的關鍵參數有：

　　PULSE_ON：脈沖輸出使能；

　　PER_TM：輸出脈沖的周期時間；

　　CYCLE_P：脈沖輸出的刷新時間，推薦PER_TM/CYCLE_P>50，即將周期時間分為時間長度為CYCLE_P的“片"，在每個CYCLE_P時間間隔里，脈沖輸出單元運算一次以判斷下一個CYCLE_P中應該輸出高電平還是低電平，PER_TM和CYCLE_P的比值越大，說明輸出脈沖的精度就也高；

　　P_B_TM：小脈沖/小斷開時間。例如當PID的計算輸出接近于100.0時，那么輸出的脈沖中低電平時間接近于0，針對執行機構而言，其需要在極短的時間里關斷，然后再打開，這會嚴重縮短設備的工作壽命，為此，通過設置小脈沖斷開/脈沖時間就可以避免此問題。當需要輸出的高電平時間小于P_B_TM時，則不會輸出這個高電平；當需要輸出的高電平時間大于周期時間PER_TM-P_B_TM時，則整個周期都輸出高電平。P_B_TM設置的過長，可以降低對執行機構的沖擊，但會影響輸出脈沖和整個回路的控制精度；設置的過短，則對執行機構不利。