FM355-2闭环温度控制模块优化方案

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：然后，FB会从FM355-2读取所有控制器参数，并将其存储在其背景数据块中。

1.S7-300和FM355-2之间的关系

FM355-2特别适合温度控制需要的四通道稳定闭环控制模块，方便用户在线自适应进行温控，同时实现加热、冷却以及组合控制。它具有FM355模块所具有的大部分功能，在接线等方面具有共通点。

图9-11所示是PC参数设置、S7-300 CPU系统参数和FM355-2模块之间的关系结构。

2.FM355-2的结构与接线

FM355-2C和FM355-2S具有相似的基本结构。它们由以下功能块构成：

（1）FM355-2的输入

1）4个使用模拟值处理的模拟输入

图9-9 闭环控制模块的工作原理

图9-10 FM355闭环控制模块的接线

图9-11 PC、S7-300 CPU和FM355-2模块之间的关系结构

2）1个用于热量元素补偿的差分元素输入

3）8个数字输入

（2）控制器

4个独立控制器通道，每个通道均由组调差、控制算法和控制器输出组成

（3）FM355-2的输出

1）4个模拟输出（仅FM355-2C）

2）8个数字输出（仅FM355-2S）

图9-12所示为FM355-2C的框图，以及各个输入、控制器和输出的互联选项。FM355-2C的输入、控制器和输出之间的分配并非永久性的，可使用参数分配的方式任意分配。每个模拟输入均有其各自的模拟值处理系统（过滤、线性化、标准化）。最多可为每个控制器通道分配4个模拟输入和3个数字输入。每个控制器通道均可与已处理的模拟值、数字输入或控制器通道的输出进行互连。每个模拟输出均可与控制器输出或已处理的模拟值进行互连。例如，已处理的模拟值的互联选项可用于将非线性温度值转换为线性输出信号。

如图9-13所示为FM355-2C的前连接器端子分配，图9-14则是将屏蔽导线连接至FM355-2。

3.FM355-2的PID控制算法

图9-15所示为FM355-2的PID算法，在已组态采样时间的循环期间，自PID位置算法的调差中计算控制器操纵变量。该算法设计为纯并联结构。可以单独切断比例、积分和差分组件。对于积分和微分组件，将相应的参数TI或TD设置为零即可实现切断。

4.FM355-2的功能块

表9-4所示为FM355-2的功能块。使用FB FMT_PID下载控制器和操作参数下载控制器参数（LOAD_PAR=TRUE）或下载操作参数（LOAD_OP=TRUE）之后，这些参数不会立即生效。只有在FM355-2的循环时间（取决于达到500ms的通道数量）之后，才能使用READ_PAR读回控制器参数或使用READ_OUT读回输出参数。下载系统数据（CPU从STOP跳转到RUN）之后以及通过FB FMT_TUN读取输出参数时也同样适用。

图9-12 FM355-2C的框图

图9-13 FM355-2C前连接器端子分配

1—模块的正视图 2—前连接器 3—左侧前连接器的端子分配 4—右侧前连接器的端子分配

图9-14 将屏蔽导线连接至FM355-2

图9-15 FM355-2（并联结构）的控制算法

表9-4 FM355-2的功能块

（1）创建背景数据块

使用用户程序对模块进行编程之前，必须为要使用的每个控制器通道创建一个背景数据块，并为其提供数据。

1）在STEP 7下生成用于控制器通道的背景数据块，作为具有已分配功能块（例如FMT_PID）的数据块。

2）在MOD_ADDR参数中为每个背景数据块输入模块地址。配置硬件时将定义FM355-2模块地址。采用HW Config中的起始地址。

3）为FMT_PID、FMT_PAR和FMT_TUN的背景数据块将相应控制器通道的通道编号（0、1、2或3）输入到CHANNEL参数中。

4）存储背景数据块。

（2）如何使用FB 52 FMT_PID

通过FB FMT_PID将FM 355-2链接到用户程序。可以使用此FB在操作期间修改操作参数。例如，可以指定设定值和输出值，或切换到外部输出值规范（手动操作）。FMT_PID所需的数据存储在CPU上的背景数据块中。图9-16所示为通过FB FMT_PID和系统数据操作、观察和设置参数。

图9-16 通过FB FMT_PID和系统数据操作、观察和设置参数

通过FMT_PID对参数进行修改的步骤进行：

1）将FMT_PID的READ_PAR参数设置为TRUE。然后，FB会从FM355-2读取所有控制器参数，并将其存储在其背景数据块中。FMT_PID的背景数据块现已与项目计划软件（系统数据）相匹配。成功读取参数后，FMT_PID会将READ_PAR参数设置为FALSE。

2）如果READ_PAR=FALSE，用户即可在用户程序中修改FMT_PID背景数据块中的各个控制器参数。为了完成此项操作，可以通过LOAD_PAR=TRUE调用FB FMT_PID。然后，FMT_PID会将所有控制器参数从背景数据块传输到FM。成功传输完这些参数后，FMT_PID将复位LOAD_PAR参数。

FM355-2闭环温度控制模块优化方案

相关推荐