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图片 3-19 PID 作用控制器的阶跃响应
使用和组态 PID 控制器
一个主要的实际问题就是 PI 作用/PID 作用控制器参数的组态，即找到控制器参数的“正确”
设置值。该组态的质量对于确保 PID 控制功能符合所需任务具有决定性意义，并且需要组态 人员具有丰富的实践经验、专业知识或大量时间。
组态工具中的优化 PID 作用控制器功能可用于通过自适应调试，初始设置控制器参数。这意味 着：在标识系统然后为控制器参数计算出最有利（最佳）设置值之后，确定过程模型。该程序 在很大程度上可自动进行，意味着用户不必烦琐地手动在线“调整”安装的 PID 作用控制器。
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
死区
死区位于 PID 作用控制器上游。当控制器状态稳定时，死区可抑制负偏差信号中的噪音（频率 较高的干扰信号叠加在操纵变量或参考变量之上时可产生噪音），从而避免不必要的控制器输 出振动。
可调整死区宽度。如果负偏差位于设置的死区宽度范围之内，则死区输出处会输出 0 值（负偏 差 = 0）。仅当输入变量位于该范围之外时，输出的更改幅度才会与输入变量相同（请参见下 图）。
这使得即使在死区之外，也会损坏传送的信号。但是，为了避免在死区的限制处更改阶跃，这 是可以接受的。此种损坏与死区宽度值相关，因此很容易控制。
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⅏ऎᆑᑺ 图片 3-20 死区
控制器输出
控制单元的控制器输出块在连续作用控制器中，以及步进控制器的三种工作模式下具有不同的 结构。
在控制器输出处，为操纵值、跟踪输入和安全操纵值（操纵值转换）提供了各种互联可能性。
为了避免操纵值在过程中使用非法值，指定了限制。
分程功能可从作为输入信号的操纵值中生成两个经不同标准化的输出信号（操纵值 A 和操纵 值 B）。例如，如果采用此种方式，则可使用一个操纵值控制两个值。
操纵值校正可避免在从手动模式切换为自动模式过程中，操纵值的阶跃发生更改。
在从手动模式切换为自动模式过程中，操纵值保持不变。执行带固定操作点的纯比例作用控制 器时，不会激活操纵值校正（在 PID 作用控制器掩码中，未激活“自动”）。
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3.4 控制器
连续作用控制器的控制器输出
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图片 3-21 连续作用控制器的控制器输出
分程功能
分程功能用于使用一个操纵变量控制两个控制值。分程功能可从作为输入信号的操纵值 LMN 中，生成两个输出信号（操纵值 A 和操纵值 B）。
下图显示的是输出操纵值 A 的参数的作用。
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图片 3-22 分程功能操纵值 A
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3.4 控制器
下图显示的是输出操纵值 B 的参数的作用。
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图片 3-23 分程功能操纵值 B
输入信号范围的起始值必须小于输入信号范围的结束值。
模拟输出
您可在模拟输出中，选择要为每条通道输出的信号。这通常为控制器的操纵值 A。但您也可以 选择控制器的操纵值 B，或者也可以选择模拟输入值。后者可用于线性化模拟值。例如，这允 许将热电偶提供的信号线性化并转换为 0 V 到 10 V。
脉冲控制器的控制器输出
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图片 3-24 步进控制器的控制器输出（脉冲控制器工作模式）
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3.4 控制器
分程功能/脉冲发生器
分程功能是将模拟量信号转换为二进制信号的准备工作
如果为两步控制器（例如，加热控制器），则仅操纵值 A 相关。下图“分程功能两步控制器”
显示的是操纵值至操纵值 A 的转换过程。已转换为二进制输出信号，以便脉冲长度与持续时间 之比对应于分配的数字输出处的操纵值 A。
例如，操纵值 A 为 40% 且持续时间为 60 秒，则脉冲长度为 24 秒且暂停持续时间为 36 秒。
您可在“FM 355 输出”一节的表格中找到控制器通道的数字输出类别信息。
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图片 3-25 分程功能两步控制器
如果为三点式控制器（例如，加热和冷却控制器），则上述结论适用于操纵值 A。通过操纵值 B 生成用于控制冷却的第二个信号。下图显示的是操纵值至操纵值 A 和 B 的转换过程。已转换 为二进制输出信号，以便脉冲长度与持续时间之比对应于分配的数字输出处的操纵值 A 和 B。
您可在“控制器输出的功能以及可能的设置”表格中找到控制器通道的数字输出类别信息。
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图片 3-26 分程功能三步控制器
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
步进控制器的控制器输出
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图片 3-27 步进控制器的控制器输出（具有位置反馈的步进控制器工作模式）
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图片 3-28 步进控制器的控制器输出（没有位置反馈的步进控制器工作模式）
对于没有模拟位置反馈的步进控制器，外部操纵值和安全操纵值的工作方式如下：
如果指定的值在 40.0% 与 60.0% 之间，则不设置任何二进制输出，并且起动设备保持不变。
如果指定的值大于 60.0%，则将输出“Actuating signal high”（高起动信号），直到触发核对
“Actuating device at upper limit”（处于上限的起动设备）。
如果指定的值小于 40.0%，则将输出“Actuating signal low”（低起动信号），直到触发核对
“Actuating device at lower limit”（处于下限的起动设备）。
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3.4 控制器
控制器输出的功能和参数
下表列出了控制器输出的功能和可能的设置。
表格 3-2 控制器输出的功能和可能的设置
控制器输出的功能 可调整的参数
切换外部操纵值 可通过以下其中一项在外部操纵值与有效的操纵值之间进行转换：
• 功能块中的二进制值
• 通过将功能块中的二进制值和数字输入进行 OR 运算得到的信号
跟踪输入 可为以下其中一项设置：
• 跟踪输入的值为零
• 跟踪输入为模拟输入的调节模拟值 位置反馈输入（仅限步进控制器） 可为以下其中一项设置：
• 位置反馈输入的值为零
• 位置反馈输入为模拟输入的调节模拟值
切换到跟踪 在操纵值与跟踪输入之间进行转换
• 功能块中的二进制值
• 通过将功能块中的二进制值和数字输入进行 OR 运算得到的信号
切换到安全操纵值 • 确定安全操纵值
• 启动过程中 FM 355 的可选响应：
– FM 355 跳转到闭环控制操作 – 安全操纵值输出为操纵值
• 可通过以下其中一项转换安全操纵值：
– 功能块中的二进制值
– 通过将功能块中的二进制值和数字输入进行 OR 运算得到的信号
• 对测量传感器发生实际值 A 故障的响应：
– 如果设置为“闭环控制操作”，则控制器的工作模式保持不变 – 如果设置为“操纵值 = 安全操纵值”，则系统更改为安全操纵值
• 对量传感器发生模拟输入故障的响应：
– 如果设置为“闭环控制操作”，则控制器的工作模式保持不变 – 如果设置为“操纵值 = 安全操纵值”，则系统更改为安全操纵值
操纵值限制 限制（无法取消激活）
生成分程操纵值 • 开/关（仅限连续作用控制器）
• 输入信号的起始值和结束值
• 输出信号的起始值和结束值 脉冲发生器（仅限步进控制器） • 电机起动时间
• 最小脉冲时间
• 最小制动时间
也参见
使用温度控制器的参数优化（页码 85）
功能块 PID_FM（页码 108）
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FM 355 如何进行控制？
3.5 FM 355 输出
3.5 FM 355 输出
FM 355 C 的模拟输出
对于 FM 355 C 的每个模拟输出，可通过参数组态执行以下规范：
● 信号选择
● 信号类型
可在“信号选择模拟输出”和“信号类型模拟输出”掩码中组态输出参数。
模拟输出处的信号选择
您可以使用信号选择，指定在各自模拟输出处输出的信号值。
可以分配以下信号值：
● 零值
● 四个模拟输入的调节模拟值
● 四个控制器通道中其中一个通道的操纵值 A
● 四个控制器通道中其中一个通道的操纵值 B
模拟输出处的信号类型
您可以决定每个模拟输出的信号类型。
可以分配以下信号类型：
● 电流输出 0 mA 至 20 mA
● 电流输出 4 mA 至 20 mA
● 电压输出 0 V 至 10 V
● 电压输出 -10 V 至 10 V
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FM 355 如何进行控制？
3.5 FM 355 输出
FM 355 S 的数字输出
FM 355 S 的数字输出用于控制集成或非集成执行器。
下表显示的是控制器通道上的数字输出分配方式及其意义：
表格 3-3 数字输出的分配方式及意义 控制器通道 分配至控制器通道的
数字输出
步进控制器上数字 输出的意义
脉冲控制器上数字输出的 分配方式
1 打开 操纵值 A
1
2 关闭 操纵值 B
3 打开 操纵值 A
2
4 关闭 操纵值 B
5 打开 操纵值 A
3
6 关闭 操纵值 B
7 打开 操纵值 A
4
8 关闭 操纵值 B
打开：打开起动设备 关闭：关闭起动设备
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FM 355 如何进行控制？
3.6 FM 355 中的功能机制和数据存储
3.6 FM 355 中的功能机制和数据存储
概述
本章包含了控制器模块中重要的功能机制和数据存储原理。
编程设备/PC 的参数组态界面可用于在控制器模块上执行以下操作
● 参数组态，
● 优化，
● 操作员控制和监视。
属于交付范围的 PID_FM 功能块 (FB) 可用于连接模块和用户程序。
参数设置
通过编程设备上的参数组态界面来组态 FM 355（请参考『为 FM 355 接线』一章）。所有参 数组态数据都存储在编程设备的 SDB 中。
说明
只有当 CPU 处于 STOP 状态时，才可以通过编程设备和 CPU 之间的在线连接将 SDB 组态 数据下载到 CPU 和 FM 355。只有通过“硬件配置”才能进行上述操作。若要如此，必须关
只有当 CPU 处于 STOP 状态时，才可以通过编程设备和 CPU 之间的在线连接将 SDB 组态 数据下载到 CPU 和 FM 355。只有通过“硬件配置”才能进行上述操作。若要如此，必须关