西门子PID功能块FB43（PULSEGEN）基本功能

FB43（PULSEGEN）

FB43 “PULSEGEN”用于构造一个PID控制器，以生成脉冲输出，用于比例执行器。还可以配置带有脉宽调制的两步或三步PID控制器，通常与FB41一起使用。

图1. FB41"CONT_C" 与FB43 “PULSEGEN”

主要参数

图2. FB43 “PULSEGEN" 程序块

注：以TIA Potal V13 SP1为例，该功能块在STEP 7中的管脚与其相同

表1. FB43 “PULSEGEN" 的输入参数

参数	变量类型	数据类型	取值范围	默认	描述	应用
INV	IN	REAL	-100~100(%)	0.0	模拟量输入	上一级PID (FB41) 输出
PER_TM	IN	TIME		T#1s	脉冲周期	上一级PID (FB41) 周期
P_B_TM	IN	TIME		T#50 ms	最小脉冲开/关时间	防止执行器频繁开关
RATIOFAC	IN	REAL	0.1~10.0	1.0	比率因子	改变正负脉冲宽度之比
STEP3_ON	IN	BOOL		TRUE	三步控制	激活三步控制，两个脉冲输出都在激活状态
ST2BI_ON	IN	BOOL		FALSE	两步控制
MAN_ON	IN	BOOL		FALSE	手/自动切换按钮	MAN_ON: 0:自动 1:手动
POS_P_ON	IN	BOOL		FALSE	QPOS_P手动输出
NEG_P_ON	IN	BOOL		FALSE	QNEG_P手动输出
SYS_ON	IN	BOOL		TRUE	周期同步	MAN_ON: 0:不同步 1:同步
COM_RST	IN	BOOL		FALSE	完全重启动
CYCLE	IN	TIME		T#10ms	采样时间	FB43 采样时间与调用组织块相同

表2. FB43 “PULSEGEN" 的输出参数

参数	变量类型	数据类型	取值范围	默认	描述	说明
QPOS_P	OUT	BOOL		FALSE	正向脉冲
QNEG_P	OUT	BOOL		FALSE	负向脉冲

表3. FB43 “PULSEGEN" 的静态变量

参数	变量类型	数据类型	取值范围	默认	描述	说明
siZaehlPer	STATS	INT		0	总脉冲数	一个脉冲周期内的脉冲个数，倒数计数
siZaehlPTm	STATS	INT		0	实际高电平脉冲数	一个脉冲周期内的实际高电平脉冲个数，倒数计数

FB43 “PULSEGEN" 的工作模式

脉宽调制

在每个周期持续时间内，脉冲的持续时间和输入变量成比例。 通过 PER_TM 分配的周期与 PULSEGEN 指令的处理周期不同。 相反，PER_TM 周期由 PULSEGEN 指令的多个处理周期组成，因此每个 PER_TM 周期中 PULSEGEN 调用的次数决定了脉冲宽度的精度。

图3. FB43 “PULSEGEN" 脉宽调制

调节值的精度

由上图可见:

“采样比率”为 1:10（CONT_C 调用与 PULSEGEN 调用之比）时，此示例中的调节值精度将限制为 10%，换言之，只能在输出 QPOS_P 以 10% 为步长的脉冲持续时间对设置的输入值 INV 进行模拟。

精度将随每次 CONT_C 调用中 PULSEGEN 调用的次数的增加而提高。

例如，如果调用 PULSEGEN 的频率是调用 CONT_C 频率的 100 倍，则获得的操作值范围的精度为 1%。

自动同步

可以使脉冲输出与更新输入变量 INV 的指令（例如 CONT_C）自动同步。 这样可以确保尽快将输入变量的变化输出为脉冲。

脉冲执行器以对应周期持续时间 PER_TM 的时间间隔评估输入值 INV，并将该值转换成相应长度的脉冲信号。

由于通常以较慢的循环中断等级计算 INV，因此在 INV 更新之后，脉冲执行器应尽快开始将离散值转换为脉冲信号。

为此，块可以使用以下步骤来与周期的起始点同步：

如果 INV 发生变化，且块调用不在周期的第一个或最后两个调用循环中，则执行同步。 脉冲持续时间将重新计算，并在下一个循环与新周期一起输出。

图4. FB43 “PULSEGEN" 自动同步

如果 SYN_ON = FALSE，自动同步将关闭。