脉冲发生器的功能和结构简介

1.脉冲发生器的功能

FB43“PULSEGEN”（脉冲发生器）与PID控制器配合使用（见图10-27），用输出的脉冲来控制比例执行机构。该功能一般与连续控制器“CONT_C”一起使用，用FB43可以构建脉冲宽度调制的两步（two step）或三步（three step）PID控制器。

图10-27 脉冲输出的PID闭环控制系统框图

FB43通过调制脉冲宽度，将输入变量INV（即PID控制器的输出量LMN）转换为具有恒定周期的脉冲列，该恒定周期用输入参数PER_TM（周期时间）来设置，PER_TM应与CONT_C的采样时间CYCLE相同。

每个周期输出的脉冲宽度与输入参数INV成正比，PER_TM与FB43的处理周期是不同的，“PER_TM”是FB43处理周期的若干倍（见图10-28）。每个PER_TM周期调用FB43的次数反映了脉冲宽度的精度。图10-29是FB43的结构框图。

图10-28 脉宽调制波形图

图10-29 FB43的结构框图

2.脉冲宽度调制的方法

脉冲宽度调制简称为脉宽调制。设每个PER_TM周期调用10次FB43，如果输入变量为最大值的30%，则前3次调用（10次调用的30%）时脉冲输出QPOS_P为1状态。其余7次调用（10次调用的70%）时脉冲输出QPOS_P为0状态。

3.控制值的精度

在上述例子中，“采样比率”（调用FB41与调用FB43次数之比）为1:10，因此控制值的精度为10%，即输入值INV只能映射为以10%为量化单位的脉冲输出QPOS_P的占空比。

在调用FB41的一个周期内增加调用FB43的次数，可以提高精度。例如调用FB43的次数增加为100次时，控制值的分辨率将达到1%，建议分辨率不要大于5%。

4.自动同步(www.xing528.com)

可以将脉冲输出与更新输入变量INV的块（例如CONT_C）同步，从而保证输入变量的变化能尽快地以脉冲方式输出。

脉冲发生器以PER_TM设置的时间间隔为周期，将输入值INV转换为对应宽度的脉冲信号。但是由于计算INV的循环中断优先级较低，因此在INV更新后，脉冲发生器应尽快地将新的值转换为脉冲信号。为此，功能块用下述方式对输出脉冲的起动同步：

如果INV发生了变化，并且对FB43的调用不在输出脉冲的第1个或最后两个调用周期，将进行同步，重新计算脉冲宽度，并在下一个循环中输出一个新的脉冲。

令FB的输入参数SYN_ON（启用同步）为FALSE，可以关闭自动同步功能。

5.运行模式的参数设置

根据脉冲发生器设置的参数，PID控制器可以组态为三步输出、双极性两步输出或单极性两步输出。表10-2给出了可能的运行模式的参数设置。

表10-2 运行模式的参数设置

6.两步控制或三步控制中的手动模式

在手动模式（MAN_ON为TRUE）时，三步控制器或两步控制器的开关量输出可以用手动输入信号POS_P_ON和NEG_P_ON来设置，而与输入量INV无关（见图10-29和表10-3）。

表10-3 手动模式的输入输出信号

从表10-3可以看出，三步控制的手动输入信号POS_P_ON和NEG_P_ON同时为1状态（TRUE）时，功能块的位输出QPOS_P和QNEG_P均为0状态（FALSE，输出被闭锁）。其他情况手动输入与功能块的输出相同。

在输入参数COM_RST为1时，FB43运行初始化程序，所有输出信号都被设置为“0”。