孙云
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1、应用概述
FM355 PID闭环控制器适合压力、流量、温度的闭环控制。在西门子软件中有多种PID控制器，如集成于STEP7的FB41、FB42、FB43PID控制函数；参数过程图形化、实现手动、自动无扰切换功能的标准PID控制函数（需要额外购买）；集成更多PID控制算法、需要将不同的控制算法搭接为一个完整PID控制回路的模块化PID控制函数（需要额外购买）等都是软件PID函数。PID控制算法在CPU内进行，输入和输出接口可以直接指定不同的信号模块，对于编程人员来说，有很高的灵活性，但是在控制回路较多时将占用大量的CPU循环扫描时间，从而影响CPU快速处理能力。与软件PID控制函数相比，控制算法集成于FM355模块中，所有PID控制的计算和信号采样由完成，不占用CPU的扫描时间，CPU通过专用函数与FM355模块进行数据交换一发送命令并接收反馈信号。与软件PID相比，FM355模块还集成后援操作即在CPU故障停止的情况下自动切换到后援操作模式，FM355模块将当前设定切换到在模块中预先设定的值进行PID闭环控制，如果CPU连接操作面板，在后援操作模式下通过操作面板还可以直接对FM355模块控制参数进行操作，避免CPU停止造成的控制过程的失控。
2、硬件安装与接线
FM355模块可以安装于s7-300的中央机架，也可以安装于分步式I/O ET200M中，在分步式I/O ET200M中安装FM355模块，由于CPU需要通过调用异步读写函数对FM355模块的数据区进行数据访问，同时调用读写函数的个数受到CPU资源的限制，对于S7-300CPU，在ET200M中最多可以插入一个模块（4个PID回路），对于s7-400 CPU，在ET200M中最多可以插入两个模块（8个PID回路）。在S7-300CPU中央机架模块通常可以连接8个模块，具体数量可以查看CPU的技术规范。FM355模块划分为两种：1)FM355C，反馈信号为模拟量，控制输出也为模拟量，连续对过程进行控制；2) FM355S，反馈信号为模拟量，控制输出为开关量，适合对一些具有开关量输入接口的过程控制器进行控制，如大部分可控硅控制的温度控制器等。FM355C的输入输出需要分左右2个20针的前连接器，端子接线参考表1:
|
左边前连接器 |
右边前连接器 |
||||||
|
连接 |
模拟输 入 |
名称 |
功能 |
连接 |
模拟输 出 |
名称 |
功能 |
|
1 |
— |
— |
— |
1 |
— |
L+ |
24V DC电源正 |
|
2 |
1 |
IC+ |
恒流源 (正极） |
2 |
— |
11 |
数字输入 |
|
3 |
IC- |
恒流源 (负极） |
3 |
— |
12 |
数字输入 |
|
|
4 |
M+ |
测量端 (正极） |
4 |
— |
13 |
数字输入 |
|
|
5 |
M- |
测量端 (负极） |
5 |
— |
14 |
数字输入 |
|
|
6 |
2 |
IC+ |
恒流源 (正极） |
6 |
— |
15 |
数字输入 |
|
7 |
IC- |
恒流源 (负极） |
7 |
— |
16 |
数字输入 |
|
|
8 |
M+ |
测量端 (正极） |
8 |
— |
17 |
数字输入 |
|
|
9 |
M- |
测量端 (负极） |
9 |
— |
18 |
数字输入 |
|
|
10 |
— |
COMP+ |
补偿端 (正极） |
10 |
— |
— |
— |
|
11 |
— |
COMP- |
补偿端（负 极） |
11 |
1 |
Q1 |
模拟量输出 |
|
12 |
3 |
IC+ |
恒流源（正 极） |
12 |
MANA |
模拟输出 参考点 |
|
|
13 |
IC- |
恒流源 (负极） |
13 |
2 |
Q2 |
模拟量输出 |
|
|
14 |
M+ |
测量端 (正极） |
14 |
MANA |
模拟输出 参考点 |
||
|
15 |
M- |
测量端（负 极） |
15 |
3 |
Q3 |
模拟量输出 |
|
|
16 |
4 |
IC+ |
恒流源（正 极） |
16 |
MANA |
模拟输出参考 点 |
|
|
17 |
IC- |
恒流源 (负极） |
17 |
4 |
Q4 |
模拟量输出 |
|
|
18 |
M+ |
测量端 (正极） |
18 |
MANA |
模拟输出 参考点 |
||
|
19 |
M- |
测量端 (负极） |
19 |
— |
— |
— |
|
|
20 |
— |
MANA |
模拟输入 参考点 |
20 |
— |
M |
24V DC电源负 |
