FB_CTRL_PID_SPLITRANGE

Der Funktionsbaustein stellt ein erweitertes PID-Übertragungsglied im Wirkungsplan dar. Bei diesem Regler ist es möglich, bei aktiver Regelung zwischen zwei Parametersätzen umzuschalten.

Beschreibung

Bei diesem Funktionsbaustein handelt es sich um eine Erweiterung des FB_CTRL_PID, so dass der Regler für eine Strecke mit zwei Stelleinrichtungen eingesetzt werden kann, dessen Übertragungsverhalten unterschiedlich ist. Ein typischer Anwendungsfall ist eine Strecke mit einem Stellglied zum Heizen und einem Stellglied zum Kühlen. Um eine optimale Regelung einer solchen Anordnung zu ermöglichen kann zwischen zwei PID-Parametersätzen umgeschaltet werden. Die Parametersatzumschaltung erfolgt dabei so, dass sich auch während der Umschaltung eine stetige Stellgröße ergibt.

Der Umschaltalgorithmus berechnet eine lineare zeitabhängige Transition zwischen den beiden Parametersätzen. Mit dem Parameter nParameterChangeCycleTicks kann die Anzahl der Task-Zyklen vorgegeben werden, in denen stetig zwischen den Parametersätzen umgeschaltet wird.

Übertragungsfunktion

Die folgende Übertragungsfunktion lässt sich angeben, wenn die boolschen Eingänge bPInTheFeedbackPath und bDInTheFeedbackPath FALSE sind, anderenfalls beschreibt die Übertragungsfunktion nur einen Teil des Übertragungsverhaltens des Blocks:

Wirkungsplan

Der Standardwirkungsplan eines PID-Reglers in additiver Form ist um die beiden als "Schalter" wirkenden boolschen Eingänge bPInTheFeedbackPath und bDInTheFeedbackPath erweitert worden, so dass ein modifizierter Wirkungsplan aktiviert werden kann.

Der regelungstechnische Hintergrund ist der, dass bei Sollwertsprüngen durch den Differential-Anteil des Regelalgorithmus große Stellgröße entstehen, die die Stellelemente belasten und das Regelsystem zum Schwingen anregen können. Ein Regelalgorithmus, dessen Differential-Anteil nur auf der Regelgröße angewendet wird (bDInTheFeedbackPath := TRUE), vermeidet dieses Problem.

Mit den Eingängen bPInTheFeedbackPath und bDInTheFeedbackPath können die folgenden Übertragungsfunktionen des geschlossenen Regelkreises realisiert werden:

mit:

Die Standardeinstellung für die beiden Eingänge bPInTheFeedbackPath und bDInTheFeedbackPath ist FALSE. Der PID-Regler entspricht dann einem Standard-PID-Regler in additiver Form.

Sprungantwort

ARW

Eingänge

VAR_INPUT
    fSetpointValue      : FLOAT;
    fActualValue        : FLOAT;
    eParameterRecord    : E_CTRL_PARAMETER_RECORD;
    fManSyncValue       : FLOAT;
    bSync               : BOOL;
    eMode               : E_CTRL_MODE;
    bHold               : BOOL;
END_VAR

Ausgänge

VAR_OUTPUT
    fOutPos                   : FLOAT;
    fOutNeg                   : FLOAT;
    fOut                      : FLOAT;
    bARWActive                : BOOL := FALSE;
    bParameterChangeActive    : BOOL;
    eState                    : E_CTRL_STATE;
    bError                    : BOOL;
    eErrorId                  : E_CTRL_ERRORCODES;
END_VAR

Ein-/ Ausgänge

VAR_IN_OUT
    stParams        : ST_CTRL_PID_SPLITRANGE_PARAMS;
END_VAR

stParams besteht aus den folgenden Elementen:

TYPE
ST_CTRL_PID_SPLITRANGE_PARAMS :
STRUCT
    tCtrlCycleTime                : TIME := T#0ms; 
    tTaskCycleTime                : TIME := T#0ms; 
    fKp_heating                   : FLOAT := 0; 
    tTn_heating                   : TIME := T#0ms;
    tTv_heating                   : TIME := T#0ms;
    tTd_heating                   : TIME := T#0ms;
    fKp_cooling                   : FLOAT := 0;
    tTn_cooling                   : TIME := T#0ms;
    tTv_cooling                   : TIME := T#0ms;
    tTd_cooling                   : TIME := T#0ms;
    nParameterChangeCycleTicks    : INT;
    fOutMaxLimit                  : FLOAT := 1E38;
    fOutMinLimit                  : FLOAT := -1E38;
    bPInTheFeedbackPath           : BOOL;
    bDInTheFeedbackPath           : BOOL;
    bARWOnIPartOnly               : BOOL;
END_STRUCT
END_TYPE