Pid-Funktionsblock (Pid); Übersicht - Siemens SIPART PS2 FF Gerätehandbuch

5.5

PID-Funktionsblock (PID)

5.5.1 Übersicht
SIPART PS2 FF Gerätehandbuch
A5E00214568--03
Der PID-Funktionsblock implementiert einen PID-Regelgorithmus. Die
Quelle des Sollwertes SP hängt von der gewählten Betriebsart des
Blocks ab und kann entweder der Parameter SP selbst (im Automatik-
betrieb) oder der Eingang CAS_IN (in der Betriebsart CAS) oder der
Wert des Parameters RCAS_IN (in der Betriebsart RCAS) sein. Im
Handbetrieb (Betriebsart MAN) kann die Ausgabe OUT direkt auf den
gewünschten Wert eingestellt werden.
Der zu steuernde Prozesswert ist an den Eingang IN angeschlossen.
Dieser Wert durchläuft einen Filter mit der Zeitkonstante PV_FTIME.
Für den Fall, dass die Steuerungsoption 'Bypass Enable' (Bypass akti-
vieren) zutrifft, steht dem Bediener ein BYPASS-Schalter zur Verfü-
gung. 'Bypass' wird bei sekundären Kaskadensteuerungen mit schlech-
tem PV verwendet. Die Option 'Bypass Enable' ist notwendig, weil nicht
alle Kaskadensteuerungsarten stabil arbeiten, wenn BYPASS aktiviert
ist. BYPASS kann nur in den Block-Betriebsarten Handbetrieb (Man)
oder Außer Betrieb (O/S) verändert werden. Solange BYPASS einge-
stellt ist, wird der SP-Wert (in Prozent des Bereiches) direkt an den
Zielausgang weitergegeben, und der OUT-Wert wird für den Parameter
BKCAL_OUT verwendet. Wird die Betriebsart auf 'Cas' umgestellt,
muss der OUT-Wert vom Block für die AUF-Richtung initialisiert wer-
den. Befindet sich ein Block in der Betriebsart 'Cas', so muss der PV-
Wert bei Verlassen der Option Bypass vom Block für die AUF-Richtung
initialisiert werden, unabhängig von der Option "Use PV for
BKCAL_OUT".
GAIN, RESET und RATE sind jeweils die Reglerkonstanten für die Fakto-
ren P, I und D. GAIN ist eine dimensionslose Zahl. RESET und RATE
sind in Sekunden ausgedrückte Zeitkonstanten. Einige bestehende Regler
werden durch den Invers-Wert einiger oder aller dieser Zeitkonstanten
eingeregelt, wie z.B. Proportionalitätsbereich und Wiederholungen pro
Minute. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle zu diesen Parametern sollte in
der Lage sein, die Präferenz des Bedieners anzuzeigen.
Ist RESET auf 'unendlich' eingestellt, ist der Integralteil des PID wäh-
rend des Normalbetriebes wirkungslos. Er wird jedoch weiterhin intern
dazu verwendet, um ein stoßfreies Umschalten von Handbetrieb in Au-
tomatik zu ermöglichen, indem der Arbeitspunkt entsprechend ange-
passt wird. Ist RESET auf '0s' eingestellt, wird der Integralteil auf Null
gesetzt; dies ergibt einen festen Arbeitspunkt.
Der durch RATE definierte Differenzialteil wird durch einen Filter erster
Ordnung geglättet, um die Auswirkungen des Prozessrauschens zu
vermindern. Die Zeitkonstante dieses Filters beträgt 0.2*RATE, sofern
sie nicht durch die Zykluszeit beschränkt wird.
Wurde die Steuerungsoption 'Direct Action' gewählt, so erhöht sich der
Ausgangswert, wenn der PV den SP überschreitet. Wurde diese Option
nicht gewählt, verringert sich der Wert, wenn der PV den SP überschreitet.
Da dies den Unterschied zwischen einer positiven und einer negativen
Rückkopplung ausmacht, muss eine ordnungsgemäße Einstellung erfol-
gen, die im Automatikbetrieb niemals geändert werden darf. Die Einstel-
lung der Option muss auch zur Berechnung des Grenzwertzustandes für
BKCAL_OUT verwendet werden.
Feldbus-Kommunikation
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