西門子S7-200SMART模塊北京代理價(jià)格

西門子S7-300系列PLC的SFB42功能塊結(jié)構(gòu)

    SFB42“CONT_S”（步進(jìn)控制器）用于二進(jìn)制數(shù)控?cái)?shù)值輸出信號(hào)控制積分執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過參數(shù)設(shè)置可以激活或取消PI步進(jìn)控制器的子功能，以使控制器與過程匹配。通過參數(shù)設(shè)置工具，可以很容易地做到這一點(diǎn)。

    可以使用該控制器作為單獨(dú)的PI恒值控制器，或在輔助控制循環(huán)中作為級(jí)聯(lián)控制器或者比例控制器使用，但是不能用做主控制器?？刂破鞯墓δ芨鶕?jù)采樣控制器的PI控制算法實(shí)現(xiàn)，由模擬執(zhí)行信號(hào)生成二進(jìn)制輸出信號(hào)。圖8-20為步進(jìn)控制系統(tǒng)實(shí)例。

    電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是典型的積分型執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的兩個(gè)開關(guān)量輸入脈沖信號(hào)用來控制電動(dòng)閥的伺服電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，使閥的開度增大或減小。圖8-20中的內(nèi)環(huán)是一個(gè)典型的位置隨動(dòng)系統(tǒng)，作用是使閥門的開度正比于輸入值，即PI控制器的輸出值。圖中的三級(jí)元件具有帶滯環(huán)的雙向繼電器非線性特性，作用是將小閉環(huán)的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)開關(guān)量信號(hào)，通過伺服電機(jī)來控制調(diào)節(jié)閥的開度。

    圖8-20    有位置反饋信號(hào)的步進(jìn)控制系統(tǒng)

    由于控制器不使用任何位置反饋信號(hào)，內(nèi)部計(jì)算的受控變量將不能準(zhǔn)確地匹配信號(hào)控制元件的位置。如果受控變量（ER*GAIN）為負(fù)值，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。然后調(diào)節(jié)器置位輸出端QLMNDN（受控量信號(hào)低），直到LMNR_LS（位置反饋信號(hào)下限）被置位。

    控制器還可以在一個(gè)控制器級(jí)聯(lián)中用做一個(gè)輔助控制器（第二個(gè)執(zhí)行器）。設(shè)定點(diǎn)輸入端“SP_INT”用于賦值控制元件的位置。在這種情況下，實(shí)際數(shù)值輸入和參數(shù)“TI（積分時(shí)間）”必須設(shè)置為“0”。如通過電控閥瓣控制溫度，即是借助二進(jìn)制脈沖數(shù)值輸出信號(hào)來控制熱量輸出的溫度調(diào)節(jié)和利用閥門控制制冷容量。在這種情況下，為了全部關(guān)閉閥門，受控變量（ER*GAIN）應(yīng)該有一個(gè)負(fù)值。

    除了過程數(shù)據(jù)通道的功能外，SFB“CONT_S”（步進(jìn)控制器）可以使用一個(gè)數(shù)字受控?cái)?shù)值輸出和手動(dòng)影響控制數(shù)值選項(xiàng)，來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的PI控制器。步進(jìn)控制器不使用位置反饋信號(hào)。限位信號(hào)可以用于限制脈沖輸出。詳細(xì)的子功能說明如下：

    1)設(shè)定點(diǎn)操作。設(shè)定點(diǎn)以浮點(diǎn)數(shù)格式在“SP_INT”輸入端上輸入。

    2)實(shí)際數(shù)值操作。過程變量可以在外圍設(shè)備(I/O)或浮點(diǎn)數(shù)格式輸入。“CRP_IN”功能可以將“PV_PER”外圍設(shè)備數(shù)值轉(zhuǎn)換為一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)格式的數(shù)值，范圍在-*和+*之間，轉(zhuǎn)換公式如下：

    CPRJN的輸出=PV_PER×100/27648

    “PV_NORM”功能可以根據(jù)下述公式標(biāo)準(zhǔn)化“CRP_IN”的輸出：

    PV_NORM的輸出=（CPR_IN的輸出）×PV_FAC+PV_OFF

    PV_FAC的缺省值為“1”，PV_OFF的缺省值為“0”。

    變量“PV_FAC”和“PV_OFF”為下述公式轉(zhuǎn)化的結(jié)果：

    PV_OFF=（PV_NORM的輸出）-（CPR_IN的輸出）×PV_FAC

    PV_FAC=（（PV_NORM的輸出）- PV_OFF)／（CPR_IN的輸出）

    3)負(fù)偏差計(jì)算。設(shè)定點(diǎn)和實(shí)際數(shù)值之間的差別形成負(fù)值偏差。為了抑制由于受控變量的量化造成的小的、恒定的振蕩（例如，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥門引起的受控?cái)?shù)值的波動(dòng)），為負(fù)偏差設(shè)置了一個(gè)死區(qū)( DEADBAND)。如果DEADB_W=0，則死區(qū)將關(guān)閉。

    4)PI步進(jìn)算法。SFB/FB“CONT_S”（步進(jìn)控制器）不使用位置反饋信號(hào)。PI算法的積分操作和假定位置反饋信號(hào)都在積分器( INT)中計(jì)算，并作為一個(gè)反饋值與剩余P操作進(jìn)行比較。比較差被用于一個(gè)三步元件( THREE_ST)和一個(gè)脈沖發(fā)生器(PULSEOUT)，以生成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制脈沖?？刂破鞯拈_關(guān)頻率可以通過在三步元件上采用閾值控制來減少。

    5)前饋控制。一個(gè)干擾變量被引入“DISV”輸入端。

    6)初始化操作。SFB/FB“CONT_S”（步進(jìn)控制器）有一個(gè)初始化程序，可以在輸入?yún)?shù)COM_RST=TRUE置位時(shí)運(yùn)行。所有其他輸出端都設(shè)置為其缺省值。

  SFB41使用的關(guān)鍵是參數(shù)的初始值設(shè)定，可以方便地在伴隨數(shù)據(jù)塊DB41進(jìn)行初始值的設(shè)定，但前提是必須正確地理解各參數(shù)的含義。本例中以液位控制系統(tǒng)為例，通過液位變送器測(cè)得實(shí)際液位值，變送器輸出信號(hào)經(jīng)模擬量輸入模塊SM331送入CPU，通道地址PIW288，經(jīng)SFB41功能塊處理后，經(jīng)模擬量輸出模塊SM332輸出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制水箱進(jìn)水量，達(dá)到調(diào)節(jié)液位的目的。

    控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖8-19，從圖中可以看出，不僅液位，任何其他的生產(chǎn)工藝參數(shù)如溫度、壓力、流量等，都可以采用PLC進(jìn)行控制，只是所采用的傳感器或變送器不同，使用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同而已，從軟件上來說，SFB41參數(shù)（見表8-13）的初始值要結(jié)合具體生產(chǎn)過程確定。此外，使用S7-300可以構(gòu)成多種形式的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
   有了上面的知識(shí)，就可以在程序上處理模擬量了。在處理模擬量時(shí)，有一個(gè)很重要的關(guān)系，就是經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)值與生產(chǎn)過程中物理量的工程單位值之間的關(guān)系，因?yàn)槲覀冋嬲P(guān)心的是工程單位值。當(dāng)然，通過對(duì)傳感器、變送器輸入、輸出之間的關(guān)系以及表8~7給出的關(guān)系，可以計(jì)算PIW中的數(shù)值所對(duì)應(yīng)的工程單位實(shí)數(shù)值。在這個(gè)計(jì)算中27648是一個(gè)很重要的數(shù)。從表8-7中可以看出，滿量程就對(duì)應(yīng)27648。為實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)提供了FC105并且把它放在標(biāo)準(zhǔn)庫(Standard Library)里，供用戶調(diào)用。

    [例8-1] 采用SM331（6ES7-331-7KF02-0AB0）的0通道測(cè)量流量信號(hào)，采用兩線制4~ 20mA電流變送器，量程為0~1000m³／h，模塊的量程調(diào)節(jié)塊設(shè)定在D位置。該模塊安裝在*機(jī)架的6號(hào)槽位，地址為288。比例變換后的輸人數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在MD100中。

    用STEP 7組態(tài)后，編程時(shí)，在“Libraries”中選擇“Standard library”，然后選擇“TI-S7 Converting Blocks”，再選擇“FC105 SCALE CONVERT”。

    參數(shù)說明如下：

    ·IN：模擬量輸入通道的地址；

    ·HI_LIM：變送器量程的上限；

    ·LO_LIM：變送器量程的下限；

    ·BIPOLAR:測(cè)量信號(hào)的極性，單極性為0(FALSE)，雙極性為1(TRUE)；

    ·RET_VAL：返回變量的存儲(chǔ)地址，通過返回變量可以知道比例變換過程是否正常；

    ·OUT：比例變換后的輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址。

    在功能庫中，FC106是FC105的逆運(yùn)算，把控制器處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后送入輸出通道。

    [例8-2] 調(diào)用FC106的例子如圖8-17所示。

    參數(shù)說明如下：

    ·IN：輸入?yún)?shù)，希望輸出的工程單位實(shí)數(shù)值；

    ·HI_LIM：輸人參數(shù)，實(shí)數(shù)，工程單位量程上限；

    ·LO_LIM：輸入?yún)?shù)，實(shí)數(shù)，工程單位量程下限；

    ·BIPOLAR：輸入?yún)?shù)，BOOL，輸入值，本例中為M3.0，為0表示單極性，為1表

    示雙極性；

    ·RET_VAL：輸出參數(shù)，WORD，功能執(zhí)行正常，返回0，否則，輸出出錯(cuò)碼；

    ·OUT：輸出參數(shù)，整數(shù)，可直接傳送到PQW中。

    ·ACTV為模擬變量的測(cè)量值；

    ·HI_LIM為測(cè)量范圍的上界；

    ·LO_LIM為測(cè)量范圍的下界；

    ·HL為監(jiān)視值的高限；

    ·LL表示低限；

    ·HYS表示檢測(cè)的滯環(huán)值；

    ·QH用于指示超出高限的狀態(tài)：當(dāng)模擬變量的實(shí)際值大于HL時(shí)，QH置位；當(dāng)模擬變量的實(shí)際值小于HL - HYS時(shí)，QH復(fù)位；

    ·QL用于指示低于低限的狀態(tài)：當(dāng)模擬變量的實(shí)際值小于LL時(shí)，QL置位；當(dāng)模擬變量的實(shí)際值大于LL +HYS時(shí)，QL復(fù)位。

    注意：在監(jiān)視程序中采用滯環(huán)技術(shù)，可提高系統(tǒng)的抗*力。

    練習(xí)步驟：

    1)編寫用于監(jiān)視模擬變量的功能塊FB120，FB120的變量聲明如表8-11所示。在FB120中調(diào)用FC105，將測(cè)量值ACTV轉(zhuǎn)化為模擬變量的實(shí)際值。

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