FB_HVACPIDCtrl

Der PID-Regler ist ein Standardregler für Applikationen der Heizungs- und Klimatechnik. Er kann zur Regelung von Temperaturen, Drücken, Volumenströmen oder der Luftfeuchte verwendet werden. Die Werte für Ti und Tv können auf Null gesetzt werden. Dadurch ist eine P, PI oder PD Charakteristik des Reglers einstellbar. Der Regler besitzt eine Anti-Reset-Windup-Funktion. Diese verhindert bei einer fortwährend anstehenden Regelabweichung das andauernde Aufintegrieren.

VAR_INPUT

eDataSecurityType   : E_HVACDataSecurityType;
bSetDefault         : BOOL;
bEnable             : BOOL;
rW                  : REAL;
rX                  : REAL;
tTaskCycleTime      : TIME;
tCtrlCycleTime      : TIME;
eCtrlMode           : E_HVACCtrlMode;
rYManual            : REAL;
rInitialValue       : REAL;    
bResetController    : BOOL;
bReset              : BOOL;

bSetDefault: Wenn die Variable TRUE ist, werden die Default-Werte der VAR_IN_OUT Variablen übernommen.

bEnable: Eingangsvariable zur Freigabe des Reglers. Der Regler ist aktiv, wenn bEnable TRUE ist.

rW: Mit der Variablen rW wird dem Regler der Sollwert übergeben.

rX: rX erfasst den Istwert des Regelkreises.

tTaskCycleTime: Zykluszeit, mit der der Funktionsbaustein aufgerufen wird. Diese entspricht der Task-Zykluszeit der aufrufenden Task, wenn der Baustein in jedem Zyklus aufgerufen wird.

tCtrlCycleTime: Mit der Variablen tCtrlCycleTime wird die Zykluszeit vorgegeben mit welcher der PID-Regler abgearbeitet wird. Die kleinste mögliche Zykluszeit ist die der Steuerung. Da die Regelstrecken in der Gebäudeautomation überwiegend langsam sind, kann die Zykluszeit des Reglers ein mehrfaches der Steuerungszykluszeit betragen.

eCtrlMode: Über dieses Enum wird der Betriebsmodus ausgewählt (siehe E_HVACCtrlMode).

rYManual: Für Testzwecke kann der Ausgang rY des Reglers übersteuert werden. Bei Handbetrieb ist am Ausgang des Reglers der eingestellte Wert von rYManual zu finden.

rInitialValue: Mit dem rInitialValue wird das Neustartverhalten des Reglers beeinflusst. Die Initialwerte werden bei einer steigenden Flanke der Reglerfreigabe bEnable übernommen.
0 = Start mit dem Wert Null am Ausgang rY
<>0 = Start mit dem Wert von rInitialValue

bResetController: Eine positive Flanke am Eingang bResetController bewirkt einen Neustart des PID-Reglers.

bReset: Quittierungseingang bei einer Störung.

VAR_OUTPUT

rY                 : REAL; 
rXW                : REAL;
bMaxLimit          : BOOL;
bMinLimit          : BOOL;
bActive            : BOOL;
bARWactive         : BOOL;
eState             : E_HVACState;
bError             : BOOL;
eErrorCode         : E_HVACErrorCodes;
bInvalidParameter  : BOOL;

rY: Stellsignalausgang des PID-Reglers.

rXW: Regelabweichung.

bMaxLimit: Der Ausgang bMaxLimit ist TRUE, wenn der Ausgang rY den Wert rYMax erreicht hat.

bMinLimit: Der Ausgang bMinLimit ist TRUE, wenn der Ausgang rY den Wert rYMin erreicht hat.

bActive: bActive ist TRUE, wenn der Regler aktiv und freigegeben ist.

bARWactive: bARWactive ist TRUE, wenn der Integralanteil des Reglers die untere oder obere Stellgrößenlimitierung erreicht hat.

eState: Status vom Regler (siehe E_HVACState).

bError: Der Ausgang signalisiert mit einem TRUE, dass ein Fehler anliegt.

eErrorCode: Enthält den befehlsspezifischen Fehlercode (siehe E_HVACErrorCodes).

bInvalidParameter: TRUE, wenn bei der Plausibilitätsüberprüfung ein Fehler aufgetreten ist. Die Meldung muss mit bReset quittiert werden.

VAR_IN_OUT

rDeadRange      : REAL;
bDirection      : BOOL;
rKp             : REAL;
tTi             : TIME;
tTv             : TIME;
tTd             : TIME;
rYMin           : REAL;
rYMax           : REAL;

rDeadRange: Um unnötiges Verfahren und damit frühzeitiges Verschleißen der Ventile oder Klappenantriebe zu vermeiden, kann für das Ausgangssignal rY des Reglers eine Totzone (0..32767) eingestellt werden. Eine Stellsignaländerung wird damit erst aktiv, wenn die Wertänderung größer als die Totzone ist. Eine stetige Änderung des Stellsignals rY wird bei Angabe einer Totzone in ein pulsierendes Verfahren des Stellorgans umgewandelt. Je größer die Totzone, desto größer sind die Pausen und Stellsignalsprünge. Die Variable wird persistent gespeichert. Voreingestellt auf 0.

bDirection: Mit dem Parameter bDirection kann der Wirksinn des Reglers verändert werden. Ist bDirection TRUE, ist der direkte Wirksinn für einen Kühlbetrieb des Reglers aktiv. Wenn bDirection FALSE ist, ist der indirekte Wirksinn des Reglers für den Heizbetrieb aktiviert. Die Variable wird persistent gespeichert. Voreingestellt auf 0.

rKp: Proportionalfaktor (0,01..100) Verstärkung. Die Variable wird persistent gespeichert. Voreingestellt auf 1,0.

tTi: Integrierzeit [s]. Der I-Anteil korrigiert die verbleibende Regelabweichung nach der Korrektur des P-Anteils. Je kleiner die tTi-Zeit eingestellt wird, desto schneller korrigiert der Regler. Ist die Zeit zu kurz, wird der Regelkreis instabil. Um den Integrationsanteil zu vermindern, sind größere tTi-Zeiten einzugeben. Die Nachstellzeit sollte größer als die Verfahrzeit des Ventil- oder Klappenantriebes gewählt werden. Die Variable wird persistent gespeichert. Voreingestellt auf 30s.

tTv: Vorhaltezeit [s]. Je größer tTvist, desto stärker korrigiert der Regler. Eine zu große Zeit führt zu einem instabilen Regelkreis. In normalen Anwendungen der Gebäudeautomation wird häufig nur ein PI-Regler verwendet. In diesem Fall muss für tTv Null eingegeben werden. Die Variable wird persistent gespeichert. Voreingestellt auf 0s.

tTd: Dämpfungszeit [s]. Die Variable wird persistent gespeichert. Voreingestellt auf 0s.

rYMin / rYMax: Begrenzen den Arbeitsbereich des Reglers (0..32767). Einige andere Funktionsbausteine z.B. Sequenzer erfordern einen symmetrischen (- 100 bis +100) Stellbereich. Bei einer Kaskadenstruktur bestimmt der Arbeitsbereich des Führungsreglers den Sollwert des Folgereglers. Zum Beispiel 15° bis 25° als Begrenzung des Zulufttempertursollwerts einer Abluft- Zuluftkaskadenregelung. Die Variablen werden persistent gespeichert. rYMin voreingestellt auf 0. rYMax voreingestellt auf 100.

Voraussetzungen