2 有关控制器调整的信息
2.8 通过实验确定参数
2.8 通过实验确定参数
操作步骤
计算参数的其它方法是通过目标实验确定控制参数：
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图片 2-12 通过目标实验设置控制器
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有关控制器调整的信息 2.8 通过实验确定参数
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图片 2-13 更改控制器参数时对最佳控制器设置的影响
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FM 355 如何进行控制？ 3
3.1 FM 355 的基本结构
引言
本节使用方框图说明了 FM 355 的基本结构和互连可能性。
FM 355 的基本结构
FM 355 C 和 FM 355 S 具有类似的基本结构。它由以下功能块组成：
● FM 355 输入
– 4 个带模拟值调节的模拟输入 – 1 个用于补偿热电偶的参比端输入 – 8 个数字输入
● 控制器
– 4 个相互独立的控制器通道，每个通道均细分为负偏差计算、控制算法和控制器输出等 单元
● FM 355 输出
– 4 个模拟输出（仅 FM 355 C）
– 8 个数字输出（仅 FM 355 S）
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FM 355 如何进行控制？
3.1 FM 355 的基本结构
FM 355 C 的方框图
下图说明了 FM 355 C（连续作用控制器）的方框图以及各个功能块下的互连可能性。
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图片 3-1 FM 355 C（连续作用控制器）的方框图
FM 355 C 的互连可能性
FM 355 C 的功能块之间没有固定的分配，因此可通过组态参数对其进行互连。
每个模拟输入都有其各自的模拟值调节（过滤、线性化、缩放比例）。
每个控制器通道最多可分配 4 个模拟输入和 3 个数字输入。每个控制器通道都可与其它控制器 通道的调节模拟值、数字输入或输出互连。
每个模拟输出都可与一个控制器输出或一个模拟值调节互连。例如，与模拟值调节互连可能性 可用于将非线性温度值转换为线性输出信号。
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FM 355 如何进行控制？
FM 355 如何进行控制？
3.2 基本参数
3.2 基本参数
引言
FM 355 具有的基本参数可以影响中断并对 CPU STOP 做出响应。
基本参数
可在 HW Config 下的“基本参数”掩码中对基本参数进行设置。可进行以下设置：
● 中断产生 – 是 – 否
● 中断选择 – 无 – 诊断中断
● 对 CPU STOP 模式的响应 – 继续
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FM 355 如何进行控制？
3.3 FM 355 输入
3.3 FM 355 输入
控制器模块输入
可将不同类型的传感器连接至模拟输入。然后，传感器的输入信号会依照要求进行调节。
在数字输入的协助之下，模块可互连至各种工作模式。
C 控制器与 S 控制器的模拟输入和数字输入具有相同的结构。
3.3.1 模拟输入
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图片 3-3 模拟数值调整
适合传感器
可组态模拟输入以适合不同的传感器。有以下可能的设置：
● 模拟输入当前未在处理（例如未使用的输入）
● 电源传感器 0 mA 到 20 mA
● 电源传感器 4 mA 到 20 mA
● 电压传感器 0 V 到 10 V
● Pt 100、–200……850 °C
● Pt 100、–200……556 °C（双精度）
● Pt 100、–200……130 °C（四精度）
● 热电偶元素类型 B、J、K、R 和 S（模拟输入设置为 ± 80 mV）
● 空闲热电偶元素（模拟输入设置为 ± 80 mV）
您可以在“analog input”（模拟输入）屏幕中组态模拟输入。
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FM 355 如何进行控制？
在参数化界面中执行此组态（按钮：Module parameters [模块参数]）。
在摄氏温度/华氏温度之间切换
可以以 °C 或 °F 为单位测量温度。
在参数化界面中执行此组态（按钮：Module parameters [模块参数]）。
参比端
如果您已经将热电偶元素设置为模拟输入时的传感器，那么您可以在模块的参比端输入处连接 一个 Pt 100，以便使用热电偶元素补偿参比端温度。或者，可以组态一个固定的参比端温度。
在参数化界面中执行此组态（按钮：Module parameters [模块参数]）。
使用参比端输入时，每个控制器的扫描间隔会根据参比端输入的转换时间而增长。
FM 355 如何进行控制？
3.3 FM 355 输入
3.3.2 数字输入
工作模式
数字输入用于切换各个控制器通道的工作模式。
可以组态数字输入的控制作用方向。对于八个数字输入中的每个数字输入，均可进行以下设置：
● 高电平有效
● 低电平有效或打开
此组态可在参数组态界面（“模块参数”按钮）中进行。
您可以选择以下工作模式：
● 转换为操纵值 PID_FM FB 的规范
● 转换为跟进控制模式（通过模拟输入规范操纵值）
● 转换为安全操纵值
若使用步进控制器，您还可以通过数字输入继续指定以下信号：
● 核对：达到上限时起动设备
● 核对：达到下限时起动设备
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
3.4 控制器
控制器结构
控制器中任何模块通道均由以下块组成：
● 负偏差产生
– 设定值和实际值的条件
– 设定值、实际值、D-action 输入和干扰变量的信号选择
● 控制算法 – 温度控制器
– 带死区的 PID-action 控制器
● 控制器输出 – 操纵值转换 – 操纵值调整
可以在掩码“Negative deviation calculation”（负偏差计算）、“Control algorithm”（控制 算法）和“Controller output”（控制器输出）中执行参数组态。
下图提供了控制器结构的概述。
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图片 3-4 控制器结构
控制器类型
您可以为 C 或 S 控制器模块的每个控制器通道设置不同的控制器类型
● 固定设定值或串级控制器
● 三元控制器
● 比率/混合控制器
此外，在步进 (S) 控制器中，可以选择以下操作模式：
● 脉冲控制器
● 具有位置反馈的步进控制器
● 不具有位置反馈的步进控制器
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
负偏差产生
在 FM 355 C 和 FM 355 S 中实行了所有控制器类型的情况下，负偏差的产生将基于相同的基 础结构。
有效的设定值和有效的实际值分别通过设定值和实际值根据相应的调整形成。提供给控制器的 负偏差通过有效的设定值和有效的实际值相减形成。
可以执行设定值和实际值的信号选择。这将导致控制器模块进行普遍应用的可能性。
根据选定的控制器类型不同，负偏差产生的结构有所不同。这些区别显示在以下各图中。
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图片 3-5 固定设定值或串级控制器中的负偏差产生
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
主控制器的操纵值在串级控制器的设定值中选定。在下图的实例中，控制器 1 的操纵值选定为 控制器 2 的设定值。
如果将组态为固定设定值控制器的二级控制器切换为手动操作（而不是闭环控制操作），则主 控制器也由模块自动切换为手动操作，并保持上一个操纵值。二级控制器一返回闭环控制操 作，主控制器也切换为闭环控制操作。
如果二级控制器的操纵变量输入了极限函数，或者如果二级控制器的设定值增加由设定值分支 中的斜坡函数限制，则主控制器的 I-action 组件将在指定的方向被禁用，直到在二级控制器中 消除了导致该限制的原因。
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图片 3-6 双循环串级控制
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
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图片 3-7 三元控制器的负偏差产生
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图片 3-8 比率或组合控制器的负偏差产生
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FM 355 如何进行控制？
FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
设定值调整
以下参数组态的可能性可以影响有效设定值的设定值的调整：
● 切换安全设定值
可在此处设置以下对象：
– 安全设定值
– CPU 发生故障时控制器模块的反应 – 启动时控制器模块的反应
控制器模块的反应的备用方案为：
设定值 = 上一个设定值 设定值 = 安全设定值
● 加电
您可以通过选择从工程开始值到结束值的加电时间来限制设定值变化的速度。
● 限制/标准化
设定值由功能块指定或由模拟输入的模拟数值进行条件限定时，可限制为可指定的下限和 上限。
在使用比率控制器的情况下，如果将控制器输出选作设定值，则该值将用作实际值 D 的倍 增因子。在输入处以 % 形式给出的设定值在该情况下将在底部和顶部界限的帮助下被转换
（标准化）。
如果另一控制器的操纵值在固定设定值或串级控制器（例如在串级控制功能中）中用作设定 值，则该操纵值将使用选定的实际值通道的标准化常数标准化为工程值。
● 倍增
在“ratio controller”（比率控制器）控制器类型下，实际值 A 用作受控变量，实际值 D 用 作比率变量。设定值输入用作比率因子。该比率因子通过与实际值 D 相乘并加上可设置的 偏移量，作为有效设定值进行调整。如果已取消激活实际值 D，则仅将偏移量添加到设定 值中。
实际值调整
在使用“固定设定值或串级控制器”和“比率控制器”控制结构的情况下，有效实际值与实际 值 A 完全相同。
在使用“三元控制器”控制结构情况下，有效实际值由三个实际值 A、B 和 C 的合计再加上可 设置的偏移量形成。实际值 B 和 C 可以通过因子另外进行求值。
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
中断
在控制器模块中执行限制监视功能。这将允许
● 负偏差或
● 有效实际值
可以在警告上限和下限以及中断上限和下限中进行监视。另外，您可以为这些限制设置滞后死 区（请参考下图）。
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图片 3-11 用于警告和中断限制的滞后死区
控制算法
对于控制算法，您可在以下工作模式之间进行选择：
● 温度控制器（自调谐模糊控制器）
● PID 作用控制器
连续作用控制器和步进控制器具有相同的控制算法结构（请参见下图）。
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图片 3-12 控制算法的方框图
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FM 355 如何进行控制？
3.4 控制器
温度控制器
温度控制器是一种自调谐模糊控制器，可在标识受控系统之后使用自确定控制参数进行运作。
可在温度控制器上进行以下设置：
● 冷却控制器
● 加热控制器
● 扩展性
您可以使用“扩展性”参数改变瞬时行为的速度。
扩展性的可能值
-1 ≤ 侵蚀性 < 0 瞬时响应慢于通过标识确定的值
扩展性 = 0 瞬时响应等于通过标识确定的值
0 < 扩展性 ≤ 1 瞬时响应快于通过标识确定的值
0 < 扩展性 ≤ 1 瞬时响应快于通过标识确定的值