6.2 步进控制功能SFB 42/FB 42“CONT_S”
6.2.1 简介
SFB/FB“CONT_S”（步进控制器）用在SIMATIC S7可编程控制器上，用于二进制数控数值输出信号积分执行机构的控制技术过程。在参数赋值过程中，你可以激活或取消PI步进控制器的子功能，以使控制器与过程匹配。通过参数赋值工具，可以很容易地做到这一点。调用： Start > SIMATIC > STEP 7 > PID Control Parameter Assignment（如图）。在线电子手册，见Start > SIMATIC > Documentation > English> STEP 7 – PID Control（如图）。
6.2.2 应用程序
你可以使用该控制器作为单独的PI固定设定值控制器，或者在辅助控制循环（第二级闭环）中作为级联控制器、混合控制器或者比例控制器使用，但是不能用作主控制器（第一级调节器）。控制器的功能根据采样控制器的PI控制算法实现，由模拟执行信号生成二进制输出信号。
下列功能适用于CPU 314 IFM的FB V1.5或V1.1.0以上版本：
利用TI = T#0 ms，可以封锁调节器的积分分量。因此，允许功能块用作比例（P）控制器。
由于控制器不使用任何位置反馈信号，内部计算的受控变量将不能准确地匹配信号控制元件的位置。如果受控变量（ER*GAIN）为负值，应进行调整。然后调节器置位输出端QLMNDN（受控量信号低），直到LMNR_LS（位置反馈信号下限）被置位。
控制器还可以在一个控制器级联中用作一个辅助控制器（第二个执行器）。设定点输入端“SP_INT”用于赋值控制元件的位置。在这种情况下，实际数值输入和参数“TI（积分时间）”必须被设置为“0”。一个应用实例：通过电控阀瓣控制温度，即是借助二进制脉冲数值输出信号来控制热量输出的温度调节和利用阀门控制制冷容量。在这种情况下，为了全部关闭阀门，受控变量（ER*GAIN）应该有一个负值。
6.2.3 说明
除了过程数据通道的功能外，SFB/FB“CONT_S”（步进控制器）可以使用一个数字受控数值输出和手动影响控制数值选项，来实现一个完整的PI控制器。步进控制器不使用位置反馈信号。限位信号可以用于限制脉冲输出。下面你可以找到详细的子功能说明：
6.2.3.1 设定点操作
设定点以浮点数格式在“SP_INT”输入端上输入。
6.2.3.2 实际数值操作
过程变量可以在外围设备（I/O）或浮点数格式输入。“CRP_IN”功能可以将“PV_PER”外围设备数值转换为一个浮点数格式的数值，在 –100和+100 % 之间，转换公式如下：
CPR_IN 的输出=PV_PER x100/27648
“PV_NORM”功能可以根据下述公式标准化“CRP_IN”的输出：
PV_NORM的输出 = （CPR_IN的输出） x PV_FAC + PV_OFF
PV_FAC的缺省值为“1”，PV_OFF的缺省值为“0”。
变量“PV_FAC”和“PV_OFF”为下述公式转化的结果：
PV_OFF = （PV_NORM的输出） - （CPR_IN的输出）x PV_FAC
PV_FAC =（（PV_NORM的输出） - PV_OFF）/（CPR_IN 的输出）
6.2.3.3 负偏差计算
设定点和实际数值之间的区别便形成负值偏差。为了抑制由于受控变量的量化 造成的小的、恒定的振荡（例如，由于执行机构阀门引起的受控数值的波动），为负偏差设置了一个死区（DEADBAND）。如果DEADB_W = 0，则死区将被关闭。
6.2.3.4 PI步进算法
SFB/FB“CONT_S”（步进控制器）不使用位置反馈信号。PI算法的积分操作和假定位置反馈信号都在积分器（INT）中计算，并作为一个反馈值与剩余P操作进行比较。比较差被用于一个三步元件（THREE_ST）和一个脉冲发生器（PULSEOUT），以生成执行机构的控制脉冲。控制器的开关频率可以通过在三步元件上采用阈值控制来减少。
6.2.3.5 前馈控制
一个干扰变量被引入“DISV”输入端。
6.2.3.6 初始化操作
SFB/FB“CONT_S”（步进控制器）有一个初始化程序，可以在输入参数COM_RST = TRUE置位时运行。所有其它输出端都设置为其缺省值。
6.2.3.7 出错信息
故障输出参数RET_VAL不使用。
6.2.3.8 SFB/FB“CONT_S”（步进控制器）块图
如图14

图 14

6.2.3.9 输入参数
SFB 42/FB 42“CONT_S”（如图15）

图 15
下表列出SFB 42/FB 42“CONT_S”输入参数的说明：
序号 参数 数据类型 数值范围 缺省 说明
1 COM_RST BOOL FAULSE COMPLETE RESTART（完全再起动）。该块有一个初始化程序，可以在输入参数COM_RST 置位时运行。
2 LMNR_HS BOOL FALSE HIGH LIMIT OF POSITION FEEDBACK SIGNAL（位置反馈信号上限）“执行器在上限停”信号连接到 “位置反馈信号上限”输入端。 LMNR_HS =TRUE 表示执行器处于最大上限。
3 LMNR_LS BOOL FALSE LOW LIMIT OF POSITION FEEDBACK SIGNAL（位置反馈信号下限）“执行器在下限停”信号连接到 “位置反馈信号下限”输入端。 LMNR_LS =TRUE 表示执行器处于最大下限。
4 LMNS_ON BOOL TRUE MANUAL ACTUATING SIGNALS ON（手动执行信号接通）通过“手动执行信号接通”执行信号处理切换为手动模式。
5 LMNUP BOOL FALSE ACTUATING SIGNALS UP（执行信号上升）通过手动执行信号，输出信号“QLMNUP”在“执行信号上升沿”输入被置位。
6 LMNDN BOOL FALSE ACTUATING SIGNALS DOWN（执行信号下降）通过手动执行信号，输出信号“QLMNDN”在“执行信号下降沿”输入被置位。
7 PVPER_ON BOOL FALSE PROCESS VARIABLE PERIPHERYON（过程变量外设接通）如果从I/O读取过程变量，输入端“PV_PER”必须连接到外围设备，并且输入端“PROCESS VARIABLEPERIPHERY ON”必须置位。
8 CYCLE TIME >=1 ms T#1s SAMPLING TIME（采样时间）块调用之间的时间必须恒定。“采样时间”输入端规定了块调用之间的时间。
9 SP_INT REAL -100.0至+100.0(%)或物理值1 0.0 INTERNAL SETPOINT（内部设定值）“内部设定值”输入用于确定一个设定值。
10 PV_IN REAL -100.0至+100.0(%)或物理值1 0.0 PROCESS VARIABLE IN（过程变量输入）可以设置一个初始值到“过程变量输入”输入端或者连接一个浮点数格式的外部过程变量。
11 PV_PER WORD W#16#0000 PROCESS VARIABLE PERIPHERY（过程变量外设）I/O 格式的过程变量被连接到调节器的“过程变量外围设备”输入端。
12 GAIN REAL 2.0 PROPORTIONAL GAIN（比例增益）“比例增益”输入端设置控制器的增益。
13 TI TIME >=CYCLE T#20s RESET TIME（复位时间）“复位时间”输入端确定了积分器的时间响应。
14 DEADB_W REAL 0.0至+100.0(%)或物理值1 1.0 DEAD BAND WIDTH（死区宽度）死区用于误差。“死区宽度”用于确定死区的大小。
15 PV_FAC REAL 1.0 PROCESS VARIABLE FACTOR（过程变量系数）“过程变量系数”输入用于和过程变量相乘。该输入可以用于匹配过程变量的范围。
16 PV_OFF REAL 0.0 PROCESS VARIABLE OFFSET（过程变量偏移量）“过程变量偏移”输入端与过程变量相加。该输入端用于匹配过程变量的范围。
17 PULSE_TM TIME >=CYCLE T#3 s MINIMUM PULSE TIME（最小脉冲时间）最小脉冲宽度可以使用参数“最小脉冲时间”赋值。
18 BREAK_TM TIME >=CYCLE T#3 s MINIMUM BREAK TIME（最小间隔时间）最小脉冲间隔时间可以使用参数“最小间隔时间”赋值。
19 MTR_TM TIME >=CYCLE T#30 s MOTOR MANIPULATED VALUE（电动执行时间）执行机构从一个限幅位置移动到另一个限幅位置所需的时间，可以在参数“电动执行时间”参数中输入。
20 DISV REAL -100.0至+100.0(%)或物理值2 0.0 DISTURBANCE VARIABLE（干扰变量）对于前馈控制，干扰变量连接到输入端“干扰变量”。
3) “设定值通道”和“过程变量通道”中的参数，应该有相同的单位；
4) 受控量通道中的参数应该有相同的单位。
6.2.3.10 输出参数
下表列出SFB 42/FB 42“CONT_S”输出参数的说明：
序号 参数 数据类型 数值范围 缺省 说明
1 QLMNUP BOOL FALSE ACTUATING SIGNAL UP（执行信号上升）如果输出端“执行信号上升”被置位，那么执行阀是打开的。
2 QLMNDN BOOL FALSE ACTUATING SIGNAL DOWN（执行信号下降）如果输出端“执行信号下降”被置位，那么执行阀是打开的。
3 PV REAL 0.0 PROCESS VARIABLE（过程变量）有效的过程变量是在“过程变量”输出端输出。
4 ER REAL 0.0 ERROR SIGNAL（负偏差信号）有效的负偏差数值在“负偏差信号”输出端输出。