运算模块按其功能可分为七类：一般运算类（ADD、SUB、MUL、DVD、ABS、SQR、 SON),调节类（PID1、PID2、PMD1、PMD2、LED、DED、L/L、MAN、MOD)，监视、 限制类（HMS、LMS、DMS、DRM、HLM、LLM、DRL),选择类（HSE、LSE、MAX、 MIN),逻辑类（AND、OR, XOR、NOT、RS、SW、SFT),时间类（TIM、CPO、 RMP、PWM、MAV)和折线处理类（TBL1、TBL2、TBL3、TBR1、TBR2、TBR3)。 

 

下面选择部分模块予以介绍，其他模块的功能。 

 

1. PID运算模块 

 

调节器有两个PID模块：PID1和PID2。它们都具有常规PID运算规律和微分先行PID 运算规律。 

 

PID运算模块符号如图4-7(a)所示。 

 

当 P2=ON 时，L/(n) = Pi+At/(n) 

 

此时微分不起作用，式中，A为P'端输人的电压信号；AU(»)为第〃次采样偏差的 PI运算增量值。 

 

当 P2 = OFF 时，L/(«)=L/(n—1)+厶 170) 

 

式中，L/U — 1)为前一次采样输出值；AJ7U)为第n次采样偏差的PID运算增量值（指 常规PID运算规律）。 

 

 

 

(1)常规PID运算规律常规PID运算规律。 调节器的输出（连续PID算式）可表示为 

 

 

 

类似第一节HD控制算式的推导方法，从上两式可求得调节器输出的离散算式 

 

 

 

以上诸式中KP——比例增益； T,——积分时间； 

 

 

 

调节器的输出也可表示为 

 

 

 

(2)微分先行PID运算规律微分先行PID运算方框图如图4-8所示。 

 

 

 

连续PID算式为 

 

 

 

从上两式可求得离散PID算式为 

 

 

 

式中，PV为测量信号；eD为Ud与SP (给定信号）之差，其余变量同常规PID算式。 调节器的输出U(n)为 

 

 

 

式中，Q值同样取决于P2的开关信号状态。 

 

由上可知，微分先行PID运算规律与常规PID运算规律的区别是，前者只是对测量信 号PV进行微分。这样，当人工改变调节器的给定值SP时，不会造成调节器输出的突变， 从而避免了改变给定值的瞬间给控制系统带来的附加扰动。 

 

(3) PID运算模块结构PID运算模块的结构。常规PID运算 模块的结构示意图，微分先行PID运算模块的结构与此类似，它与常规PID模块的区别示 。微分先行PID模块的给定信号不进行微分运算，同时没有偏差死区设定环节 (GAP)。 

 

由图4-9可见，该模块除了 PID运算功能外，还有一些附加功能，例如报警检测、比率 计算、积分限幅、输出变化率限制等功能。与其他的运算不同，PID运算需要设定控制变量：比例度、积分时间、微分时间、报警信号的限制值、比率值、偏置值、积分限幅值和输 出变化率限制值等，这些都称为PID运算数据。编程时，用户应按PID运算数据表，逐项 填写，同时，可通过数据设定器在线修改这些变量。 

 

图中，D/R是正、反作用块，D表示正作用，R为反作用。相应的开关设在仪表右侧 电路板上。 

 

图4-9)右下方的跟踪切换原理是：在“OR”输出为“0”时，开关打在“OFF”，则输出为MV(n) = MV(n—1)+AMV, AMV是调节增量；只要MDCHG (方式切换信 

 

号）、M (手动）或P2之一有信号，使“OR”输出高电平，则开关打向“ON”，此时输 出为MV（n)=P1+AMV。PID输出增量为零时，MV(«) = Pi，即1/„跟踪匕。调节器的 跟踪作用，稍后将作进一步说明。 

 

 

 

2.手动操作模块（MAN) 

 

MAN模块可以与任意模块组合，而运用最多的是与PID运算模块组合使用，但在一台 KMM调节器里，MAN模块只能使用一次，而且其输出必须接到AOl端，不过在MAN输 出端与A01端子之间可以插人开关型的运算模块。MAN模块的符号和内部结构见图4-10。 由图4-10(b)可见： 

 

自动方式（A)时，U = H1 跟踪方式（F)时， 

 

手动方式（M)时，17=先前值+ AMV (AMV由面板按钮设定）。 

 

输出增减器仅在调节器处于“手动”方式时才与仪表正面的按钮相连，而在自动或串级时，这一联系被切断，AMV = 0， 因此在“A”或“C”状态下，0的输出 将跟踪U。这就使调节器从“自动”或 “串级”方式切回到“手动”时，，不产生扰动。 

 

 

 

3.运行方式切换模块（MOD) 

 

使用此模块可自动进行调节器运行方 式的切换。MOD模块的符号和切换特性 如图4-11所示。 

 

 

 

由图4-11 (a)知，MOD模块的四个 输人端均为开关型数据，输出是无意义的。 

 

输人信号与调节器状态之间的关系是： 

 

时，调节器处于“跟踪”方式（F); 

 

时，调节器恢复“跟踪”前的方式； 

 

当只2=时，调节器为“手动”方式（M); 

 

当巧=01^时，调节器为“自动”方式（A); 

 

当P2 = ON时，调节器为“串级”方式（C)。 

 

使用了 MOD模块后，调节器面板上的控制方式切换按钮被断开而不起作用。如果用户 需要，可以将面板上的“M”、“A”、“C”按钮信号（它们分别对应内部信号“MSW”、 “ASW”、“CSW”，参见表4-2)和MOD模块的H2、巧、_P2端子分别连接（在用户编程时 指定）。 

 

从图4-ll(b)可以看出以下几点。 

 

时，调节器恢复到=OFF前的控制方式。在图（b)中的例子，就是 恢复到自动（A)控制方式。 

 

②如果H2、&和巧端同时为“ON”，则调节器控制方式优先顺序为M优先A, A 优先C。 

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