s7200pid控制從入門到精通

1、如何使用 S7-200CPU 的 PID第一部分、PIDS7-200 能夠進(jìn)行 PID 令功能塊）。S7-200 CPU 最多可以支持 8 個(gè) PID回路（8 個(gè) PID 指PID 是閉環(huán)系統(tǒng)的比例積分微分算法。PID計(jì)算出器根據(jù)設(shè)定值（給定）與被控對(duì)象的實(shí)際值（反饋）的差值，按照 PID 算法器的輸出量，執(zhí)行機(jī)構(gòu)去影響被控對(duì)象的變化。PID是負(fù)反饋閉環(huán)，能夠抑制系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)的各種因素所引起的擾動(dòng)，使反饋跟隨給定變化。根據(jù)具體項(xiàng)目的（比例積分）要求，在實(shí)際應(yīng)用中有可能用到其中的一部分，比如常用的是 PI，這時(shí)沒有微分部分。PID 算法在 S7-200 中的實(shí)現(xiàn)PID最初在模擬量系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中

2、實(shí)現(xiàn)，隨著離散理論的發(fā)展，PID 也在計(jì)算機(jī)化為便于實(shí)現(xiàn)，S7-200 中的 PID采用了迭代算法。詳細(xì)的計(jì)算請(qǐng)參考S7-200系統(tǒng)手冊(cè)中 PID 指令部分的相關(guān)內(nèi)容。計(jì)算機(jī)化的 PID算法有幾個(gè)關(guān)鍵的參數(shù) Kc（Gain，增益），Ti（積分時(shí)間常數(shù)），Td（微分時(shí)間常數(shù)），Ts（采樣時(shí)間）。在 S7-200 中 PID 功能是通過 PID 指令功能塊實(shí)現(xiàn)。通過定時(shí)（按照采樣時(shí)間）執(zhí)行PID 功能塊，按照 PID 運(yùn)算規(guī)律，根據(jù)當(dāng)時(shí)的給定、反饋、比例積分微分?jǐn)?shù)據(jù)，計(jì)算出量。PID 功能塊通過一個(gè) PID 回路表交換數(shù)據(jù)，這個(gè)表是在 V 數(shù)據(jù)區(qū)中的開辟，長(zhǎng)度為 36 字節(jié)。因此每個(gè) PID 功能

3、塊在調(diào)用時(shí)需要指定兩個(gè)要素：PID 回路表的起始地址（以 VB 表示）?；芈诽?hào)，以及由于 PID 可以溫度、等等許多對(duì)象，它們各自都是由工程量表示，因此有一種通用的數(shù)據(jù)表示才能被 PID 功能塊識(shí)別。S7-200 中的 PID 功能使用占調(diào)節(jié)范圍的百分比的抽象地表示被控對(duì)象的數(shù)值大小。在實(shí)際工程中，這個(gè)調(diào)節(jié)范圍往往被認(rèn)為與被控對(duì)象（反饋）的測(cè)量范圍（量程）一致。1PID 功能塊只接受 0.0 - 1.0 之間的實(shí)數(shù)（實(shí)際上就是百分比）作為反饋、給定與控制輸出的有效數(shù)值，如果是直接使用 PID 功能塊編程，必須保證數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之內(nèi)，否則會(huì)出錯(cuò)。其他如增益、采樣時(shí)間、積分時(shí)間、微分時(shí)間都是實(shí)數(shù)。

4、因此，必須把實(shí)際的物理量與 PID 功能塊需要的（或者輸出的）數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這就是所謂輸入/輸出的轉(zhuǎn)換與標(biāo)準(zhǔn)化處理。S7-200 系統(tǒng)手冊(cè)上有詳細(xì)的介紹。S7-200 的編程Micro/WIN 提供了 PID 指令向?qū)?，以方便地完成這些轉(zhuǎn)換/標(biāo)準(zhǔn)化處理。除此之外，PID 指令也同時(shí)會(huì)被自動(dòng)調(diào)用。調(diào)試 PID器PID快速、的效果就是看反饋（也就是對(duì)象）是否跟隨設(shè)定值（給定），是否響應(yīng)，是否能夠抑制閉環(huán)中的各種擾動(dòng)而回復(fù)。要衡量 PID 參數(shù)是否合適，必須能夠連續(xù)觀察反饋對(duì)于給定變化的響應(yīng)曲線；而實(shí)際上 PID 的參數(shù)也是通過觀察反饋波形而調(diào)試的。因此，沒有能夠觀察反饋的連續(xù)變化波形曲線的有效

5、，就談不上調(diào)試 PID 參數(shù)。觀察反饋量的連續(xù)波形，可以使用帶慢掃描記憶功能的示波器（如數(shù)字示波器），波形儀，或者在 PC 機(jī)上做的趨勢(shì)曲線畫面等。新版編程STEP 7 - Micro/WIN V4.0 內(nèi)置了一個(gè) PID 調(diào)試面板工具，具有圖形化的給定、反饋、調(diào)節(jié)器輸出波形顯示，可以用于手動(dòng)調(diào)試 PID 參數(shù)。對(duì)于沒有“自整定 PID”功能的老版 CPU，也能實(shí)現(xiàn) PID 手動(dòng)調(diào)節(jié)。PID 參數(shù)的取值，以及它們之間的配合，對(duì) PID 主要參數(shù)是：是否具有重要的意義。這些· 采樣時(shí)間：計(jì)算機(jī)必須按照一定的時(shí)間間隔對(duì)反饋進(jìn)行采樣，才能進(jìn)行 PID的計(jì)算。采樣時(shí)間就是對(duì)反饋進(jìn)行采樣的間隔

6、。短于采樣時(shí)間間隔的信號(hào)變化是不能測(cè)量到的。過短的采樣時(shí)間沒有必要，過長(zhǎng)的采樣間隔顯然不能滿足擾動(dòng)變化比較快、或者速度響應(yīng)要求高的場(chǎng)合。編程時(shí)指定的 PID器采樣時(shí)間必須與實(shí)際的采樣時(shí)間一致。S7-200 中 PID 的采樣時(shí)間精度用定時(shí)中斷來保證。· 增益（Gain，放大系數(shù)，比例常數(shù)）增益與偏差（給定與反饋的差值）的乘積作為會(huì)造成反饋的振蕩。器輸出中的比例部分。過大的增益2· 積分時(shí)間（Integral Time）偏差值恒定時(shí)，積分時(shí)間決定了器輸出的變化速率。積分時(shí)間越短，偏差得到的越快。過短的積分時(shí)間有可能造成不。積分時(shí)間的長(zhǎng)度相當(dāng)于在階躍給定下，增益為“1”的時(shí)候，

7、輸出的變化量與偏差值相等所需要的時(shí)間，也就是輸出變化到二倍于初始階躍偏差的時(shí)間。如果將積分時(shí)間設(shè)為最大值，則相當(dāng)于沒有積分作用。· 微分時(shí)間（Derivative Time）偏差值發(fā)生改變時(shí)，微分作用將增加一個(gè)尖峰到輸出中，隨著時(shí)間流逝減小。微分時(shí)間越長(zhǎng)，輸出的變化越大。微分使對(duì)擾動(dòng)的敏感度增加，也就是偏差的變化率越大，微分作用越強(qiáng)。微分相當(dāng)于對(duì)反饋?zhàn)兓厔?shì)的性調(diào)整。如果將微分時(shí)間設(shè)置為 0 就不起作用，器將作為 PI 調(diào)節(jié)器工作。常問問題1、對(duì)于某個(gè)具體的 PID 的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)？項(xiàng)目，是否可能事先得知比較合適的參數(shù)？有沒有相關(guān)雖然有理論上計(jì)算 PID 參數(shù)的，但由于閉環(huán)調(diào)節(jié)的影響因素

8、很多而不能全部在數(shù)學(xué)上精確地描述，計(jì)算出的數(shù)值往往沒有什么實(shí)際意義。因此，除了實(shí)際調(diào)試獲得參數(shù)外，沒有什么可用的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)值實(shí)際調(diào)試得到完全不同的參數(shù)值。甚至對(duì)于兩套看似一樣的系統(tǒng)，都可能通過2、PID不怎么辦？如何調(diào)試 PID？閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試，首先應(yīng)當(dāng)做開環(huán)測(cè)試。所謂開環(huán)，就是在 PID 調(diào)節(jié)器不投入工作的時(shí)候，觀察：· 反饋通道的信號(hào)是否· 輸出通道是否動(dòng)作正?？梢栽囍o出一些比較保守的 PID 參數(shù)，比如放大倍數(shù)（增益）不要太大，可以小于1，積分時(shí)間不要太短，以免引起振蕩。在這個(gè)基礎(chǔ)上，可以直接投入運(yùn)行觀察反饋的波形變化。給出一個(gè)階躍給定，觀的響應(yīng)是最。如果反饋達(dá)到給定

9、值之后，歷經(jīng)多次振蕩才能或者根本不，應(yīng)該考慮是否增益過大、積分時(shí)間過短；如果反饋遲遲不能跟隨給定，上升速度很慢，應(yīng)該考慮是否增益過小、積分時(shí)間過長(zhǎng)總之，PID 參數(shù)的調(diào)試是一個(gè)綜合的、互相影響的過程，實(shí)際調(diào)試過程中的多次嘗試是非常重要的步驟，也是必須的。S7-200 的新一代提供了自整定的 PID 細(xì)調(diào)功能。33、沒有采用積分時(shí)，為何反饋達(dá)不到給定？這是必然的。因?yàn)榉e分的作用在于消除純比例固有的“靜差”。沒有積分的比例系統(tǒng)中，沒有偏差就沒有輸出量，沒有輸出就不能維持反饋值與給定值相等。所以永遠(yuǎn)不能做到?jīng)]有偏差。4、如何實(shí)現(xiàn) PID 反作用調(diào)節(jié)？參見 PID 向?qū)е械某枂栴}。5、S7-200變

10、頻器，在變頻器也有 PID功能時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用誰的 PID 功能？可以根據(jù)具體情況使用。來說，如果需要的變量直接與變頻器直接有關(guān)，比如變頻水泵水壓等，可以優(yōu)先考慮使用變頻器的 PID 功能。6、S7-200 系統(tǒng)手冊(cè)上的附錄 H.14“用 S7-200 實(shí)現(xiàn) PID 以直接使用？”的例子，是否可S7-200 系統(tǒng)手冊(cè)中的附錄 H 在英文原版中并不。H.14 的 PID 例子是在第一代還不支持 PID 運(yùn)算指令時(shí)的產(chǎn)物?，F(xiàn)在用戶可以使用PID 指令塊，或者 PID Wizard（PID 向?qū)В┚庉?PID程序。PID Wizard - PID 向?qū)icro/WIN 提供了 PID Wizard（P

11、ID 指令向?qū)В?，可以幫助用戶方便地生成一個(gè)閉環(huán)過程的 PID 算法。此向?qū)Э梢酝瓿山^大多數(shù) PID 運(yùn)算的自動(dòng)編程，用戶只需在主調(diào)用 PID 向?qū)傻淖映绦?，就可以完?PID任務(wù)。PID 向?qū)Ъ瓤梢陨赡M量輸出 PID算法，也支持開關(guān)量輸出；既支持連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，也支持手動(dòng)參與。建議用戶使用此向?qū)?duì) PID 編程，以避免不必要的錯(cuò)誤。如果用戶不能確定中文編程界面的語義，我們建議用戶使用英文版本的Micro/WIN，以免對(duì)向?qū)е邢嚓P(guān)概念發(fā)生誤解。建議用戶使用較新的編程版本。在新版本中的 PID 向?qū)Й@得了。PID 向?qū)Ь幊滩襟E在 Micro/WIN 中令菜單中選擇 Tools > I

12、nstruction Wizard，然后在指令向?qū)Т翱谥羞x擇 PID 指令：4圖 1. 選擇 PID 向?qū)г谑褂孟驅(qū)r(shí)必須先對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯，在隨后彈出的框中選擇“Yes” ，確認(rèn)編譯。如果已有的錯(cuò)誤，或者有沒有編完的指令，編譯不能通過。如果你的項(xiàng)目中已經(jīng)配置了一個(gè) PID 回路，則向?qū)?huì)指出已經(jīng)你選擇是配置修改已有的回路，還是配置一個(gè)新的回路：的 PID 回路，并讓圖 2. 選擇需要配置的回路5第一步：定義需要配置的 PID 回路號(hào)圖 3.選擇 PID 回路號(hào)第二步：設(shè)定 PID 回路參數(shù)圖 4. 設(shè)置 PID 參數(shù)6圖 4 中:a.定義回路設(shè)定值（SP，即給定）的范圍：在低限（Low Ran

13、ge）和高限（High Range）輸入域中輸入實(shí)數(shù)，缺省值為 0.0 和100.0，表示給定值的取值范圍占過程反饋量程的百分比。這個(gè)范圍是給定值的取值范圍。它也可以用實(shí)際的工程給定反饋的量程范圍。數(shù)值表示。參見：設(shè)置以下定義 PID 回路參數(shù)，這些參數(shù)都應(yīng)當(dāng)是實(shí)數(shù)：b.c.Gain（增益）： 即比例常數(shù)。Integral Time（積分時(shí)間）：如果不想要積分作用，可以把積分時(shí)間設(shè)為無窮大：9999.99d.Derivative Time（微分時(shí)間）：如果不想要微分回路，可以把微分時(shí)間設(shè)為0 。e.Sample Time（采樣時(shí)間）：是 PID回路對(duì)反饋采樣和重新計(jì)算輸出值的時(shí)間間隔。在向?qū)?/p>

14、成后，若想要修改此數(shù)，則必須返回向?qū)е行薷?，不可在狀態(tài)表中修改?；蜃⒁猓宏P(guān)于具體的 PID 參數(shù)值，每一個(gè)項(xiàng)目都不一樣，需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來定，沒有所謂經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。第三步：設(shè)定回路輸入輸出值圖 5.設(shè)定 PID 輸入輸出參數(shù)7在圖 5 中，首先 設(shè)定過程變量的范圍：a. 指定輸入類型Unipolar： 單極性，即輸入的信號(hào)為正，如 010V 或 020mA 等 Bipolar：雙極性，輸入信號(hào)在從負(fù)到正的范圍內(nèi)變化。如輸入信號(hào)為±10V、oo±5V 等時(shí)選用20% Offset：選用 20%偏移。如果輸入為 420mA 則選單極性及此項(xiàng)，4mA 是 0o20mA 信號(hào)的 20%，所

15、以選 20% 偏移，即 4mA 對(duì)應(yīng) 6400，20mA 對(duì)應(yīng) 32000b. 反饋輸入取值范圍在 a.設(shè)置為 Unipolar 時(shí)，缺省值為 0 - 32000，對(duì)應(yīng)輸入量程范圍 0 - 10V 或o0 - 20mA 等，輸入信號(hào)為正在 a.設(shè)置為 Bipolar 時(shí)，缺省的取值為-32000 -，對(duì)應(yīng)的輸入范圍根o據(jù)量程不同可以是±10V、±5V 等在 a.選中 20% Offset 時(shí)，取值范圍為 6400 - 32000，不可改變o此反饋輸入也可以是工程數(shù)值，參見：設(shè)置給定反饋的量程范圍。然后定義輸出類型c. Output Type（輸出類型）可以選擇模擬量輸出或數(shù)

16、字量輸出。模擬量輸出用來一些需要模擬量給定的設(shè)備，如比例閥、變頻器等；數(shù)字量輸出實(shí)際上是輸出點(diǎn)的通、斷狀態(tài)按照一定的占空比變化，可以固態(tài)繼電器（加熱棒等）d. 選擇模擬量則需設(shè)定回路輸出變量值的范圍，可以選擇：Unipolar：?jiǎn)螛O性輸出，可為 010V 或 020mA 等Bipolar：雙極性輸出，可為正負(fù) 10V 或正負(fù) 5V 等20% Offset：如果選中 20% 偏移，使輸出為 4 - 20mAoo oe. 取值范圍：d 為 Unipolar 時(shí)，缺省值為 0 到 32000 d 為 Bipolar 時(shí)，取值-32000 到 32000d 為 20% Offset 時(shí)，取值 6400

17、 - 32000，不可改變o oo如果選擇了開關(guān)量輸出，需要設(shè)定此占空比的周期。8第四步：設(shè)定回路選項(xiàng)圖 6. 設(shè)定回路限幅值向?qū)峁┝巳齻€(gè)輸出來反映過(PV)的低值、及過模擬量模塊錯(cuò)誤狀態(tài)。當(dāng)作用。條件滿足時(shí)，輸出置位為 1。這些功能在選中了相應(yīng)的選擇框之后起a.使能低值0.10，即 b.使能0.90，即并設(shè)定過的低值為過并設(shè)定過(PV)的低值，此值為過的百分?jǐn)?shù)，缺省值為的 10。此值最低可設(shè)為 0.01，即滿量程的 1%(PV)的，此值為過的百分?jǐn)?shù)，缺省值為的為過的 90。此值最高可設(shè)為 1.00，即滿量程的 100%c.使能過(PV)模擬量模塊錯(cuò)誤并設(shè)定模塊于 CPU 連接時(shí)所處的模塊位

18、置?！?”就是第一個(gè)擴(kuò)展模塊的位置9第五步：指定 PID 運(yùn)算數(shù)據(jù)區(qū)圖 7. 分配運(yùn)算數(shù)據(jù)區(qū)PID 指令（功能塊）使用了一個(gè) 120 個(gè)字節(jié)的 V 區(qū)參數(shù)表來進(jìn)行回路的運(yùn)算工作；除此之外，PID 向?qū)傻妮斎?輸出量的標(biāo)準(zhǔn)化程序也需要運(yùn)算數(shù)據(jù)區(qū)。需要為它們定義一個(gè)起始地址，要保證該地址起始的若干字節(jié)在程序的其它地方?jīng)]有被重復(fù)使用。如果點(diǎn)擊“Suggest Address”，則向?qū)⒆詣?dòng)為你設(shè)定當(dāng)前過的 V 區(qū)地址。沒有用自動(dòng)分配的地址只是在執(zhí)行 PID 向?qū)r(shí)編譯檢測(cè)到空閑地址。向?qū)⒆詣?dòng)為該參數(shù)表分配符號(hào)名，用戶不要再行。為這些參數(shù)分配符號(hào)名，否則將導(dǎo)致 PID不執(zhí)10第六步：定義向?qū)?/p>

19、成的 PID 初使化子中斷程序名及手/自動(dòng)模式圖 8. 指定子斷服務(wù)程序名和選擇手動(dòng)向?qū)б呀?jīng)為初使化子字。中斷子程序定義了缺省名，你也可以修改成起的名a.b.指定 PID 初使化子程序的名字。指定 PID 中斷子程序的名字注意：1.如果你的項(xiàng)目中已經(jīng)一個(gè) PID 配置，則中斷程序名為只讀，不可更改。因?yàn)橐粋€(gè)項(xiàng)目中所有 PID 共用一個(gè)中斷程序，它的名字被任何新的 PID 所更改。2.PID 向?qū)е袛嘤玫氖?SMB34 定時(shí)中斷，在用戶使用了 PID 向?qū)Ш螅⒁庠谄渌幊虝r(shí)不要再用此中斷，也不要向 SMB34 中寫入新的數(shù)值，否則 PID 將停止工作。c.此處可以選擇添加 PID 手動(dòng)模式。在

20、 PID 手動(dòng)模式下，回路輸出由手動(dòng)輸出設(shè)定，此時(shí)需要寫入手動(dòng)輸出參數(shù)一個(gè) 0.01.0 的實(shí)數(shù)，代表輸出的 0100而不是直接去改變輸出值。此功能提供了 PID的手動(dòng)和自動(dòng)之間的無擾切換能力。第七步：生成 PID 子斷程序及符號(hào)表等一旦點(diǎn)擊完成按鈕，將在你的項(xiàng)目中生成上述 PID 子斷程序及符號(hào)表等。11圖 9. 生成 PID 子斷符號(hào)表等第八步：配置完 PID 向?qū)?，需要在調(diào)用向?qū)傻?PID 子程序（如下圖）圖 10.PID 子程序圖 11. 調(diào)用 PID 子程序12在用戶調(diào)用 PID 子程序時(shí)，可在指令樹的 Program Block（程序塊）中用鼠標(biāo)雙擊由向?qū)傻?PID 子程序

21、，在局部變量表中，可以看到有關(guān)形式參數(shù)的解釋和取值范圍。a.b.c.必須用 SM0.0 來使能 PID，以保證它的正常運(yùn)行此處輸入過（反饋）的模擬量輸入地址此處輸入設(shè)定值變量地址（VDxx），或者直接輸入設(shè)定值常數(shù)，根據(jù)向?qū)е械脑O(shè)定 0.0100.0，此處應(yīng)輸入一個(gè) 0.0100.0 的實(shí)數(shù)，例：若輸入 20，即為過程值的 20，假設(shè)過AIW0 是量程為 0200 度的溫度值，則此處的設(shè)定值 20 代表40 度（即 200 度的 20）；如果在向?qū)е性O(shè)定給定范圍為 0.0 - 200.0，則此處的 20相當(dāng)于 20 度d.此處用 I0.0PID 的手/自動(dòng)方式，當(dāng) I0.0 為 1 時(shí)，為自動(dòng)

22、，經(jīng)過 PID 運(yùn)算從 AQW0 輸出；當(dāng) I0.0 為 0 時(shí)，PID 將停止計(jì)算，AQW0 輸出為 ManualOutput（VD4）中的設(shè)定值，此時(shí)不要另外編程或直接給 AQW0 賦值。若在向?qū)е袥]有選擇PID 手動(dòng)功能，則此項(xiàng)出現(xiàn)e.定義 PID 手動(dòng)狀態(tài)下的輸出，從 AQW0 輸出一個(gè)滿值范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)此值的輸出量。此處可輸入手動(dòng)設(shè)定值的變量地址（VDxx），或直接輸入數(shù)。數(shù)值范圍為 0.0-1.0 之間的一個(gè)實(shí)數(shù)，代表輸出范圍的百分比。例：如輸入 0.5，則設(shè)定為輸出的 50。若在向?qū)е袥]有選擇 PID 手動(dòng)功能，則此項(xiàng)出現(xiàn)f.g.此處鍵入量的輸出地址當(dāng)高條件滿足時(shí)，相應(yīng)的輸出置位為

23、1，若在向?qū)е袥]有使能高出現(xiàn)條件滿足時(shí)，相應(yīng)的輸出置位為 1，若在向?qū)е袥]有使能低出現(xiàn)功能，則此項(xiàng)將h.當(dāng)?shù)凸δ?，則此項(xiàng)將i.當(dāng)模塊出錯(cuò)時(shí)，相應(yīng)的輸出置位為 1，若在向?qū)е袥]有使能模塊錯(cuò)誤功能，則此項(xiàng)將出現(xiàn)調(diào)用 PID 子程序時(shí)，不用考慮中斷程序。子程序會(huì)自動(dòng)初始化相關(guān)的定時(shí)中斷處理事項(xiàng)，然后中斷程序會(huì)自動(dòng)執(zhí)行。第九步：實(shí)際運(yùn)行并調(diào)試 PID 參數(shù)沒有一個(gè) PID 項(xiàng)目的參數(shù)不需要修改而能直接運(yùn)行，因此需要在實(shí)際運(yùn)行時(shí)調(diào)試 PID 參數(shù)。查看 Data Block（數(shù)據(jù)塊），以及 Symbol Table（符號(hào)表）相應(yīng)的 PID 符號(hào)的內(nèi)容，可以找到將此表的地址PID指令所用的回路表，比例系數(shù)

24、、積分時(shí)間等等。到 Status Chart（狀態(tài)表）中，可以在模式下在線修改 PID 參數(shù)，而不必停機(jī)再次做組態(tài)。13參數(shù)調(diào)試合適后，用戶可以在數(shù)據(jù)塊中寫入，也可以再做一次向?qū)?，或者編程向相?yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)傳送參數(shù)。常問問題1、做完 PID 向?qū)Ш?，如何知道向?qū)е性O(shè)定值，過及 PID 等參數(shù)所用的地址？· 做完 PID 向?qū)Ш罂稍?Symbol Table（符號(hào)表）中，查看 PID 向?qū)傻姆?hào)表(上例中為 PID0_SYM)，可看到各參數(shù)所用的詳細(xì)地址，及數(shù)值范圍。·在 DataBlock（數(shù)據(jù)塊）中，查看 PID 指令回路表的相關(guān)參數(shù)。：圖 12. PID 數(shù)據(jù)塊2、做

25、完 PID 向?qū)Ш螅绾卧谡{(diào)試中修改 PID 參數(shù)？可以在 Status Chart（狀態(tài)表）中，輸入相應(yīng)的參數(shù)地址，然后在線寫入用戶需要的 PID 參數(shù)數(shù)值，這樣用戶就可根據(jù)工藝需要隨時(shí)對(duì) PID 參數(shù)、設(shè)定值等進(jìn)行調(diào)整。3、PID 已經(jīng)調(diào)整合適，如何正式確定參數(shù)？可以在 Data Block（數(shù)據(jù)塊）中直接寫入?yún)?shù)。144、做完 PID 向?qū)Ш?，能否查?PID 生成的子斷程序？PID 向?qū)傻淖哟a能夠打開這些子程序，斷程序用戶是無法看到的，也不能對(duì)其進(jìn)行修改。沒有密的應(yīng)用也沒有必要打開查看。5、PID 參數(shù)有經(jīng)驗(yàn)值嗎？每一個(gè)項(xiàng)目的 PID 參數(shù)都不一樣，沒有經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，只能現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試獲得。

26、6、PID 向?qū)傻某绦驗(yàn)楹尾粓?zhí)行？· 必須保證用 SM0.0 無條件調(diào)用 PID0_INIT 程序· 在程序的其它部分不要再使用 SMB34 定時(shí)中斷，也不要對(duì) SMB34 賦值7、如何實(shí)現(xiàn) PID 反作用調(diào)節(jié)？在有些中需要 PID 反作用調(diào)節(jié)。例如：在夏天空調(diào)制冷時(shí)，若反饋溫度（過）低于設(shè)定溫度，需要關(guān)閥，減小輸出（減少冷水流量等），這就是 PID 反作用調(diào)節(jié)（在 PID 正作用中若過小于設(shè)定值，則需要增大輸出）。若想實(shí)現(xiàn) PID 反作用調(diào)節(jié)，需要把 PID 回路的增益設(shè)為負(fù)數(shù)。對(duì)于增益為 0 的積分或微分來說，如果指定積分時(shí)間、微分時(shí)間為負(fù)值，則是反作用回路。8、如

27、何根據(jù)工藝要求有選擇地投入 PID 功能？可使用“手動(dòng)/自動(dòng)”切換的功能。PID 向?qū)傻?PID 功能塊只能使用 SM0.0 的條件調(diào)用。PID Wizard 中的給定反饋設(shè)置完成 PID Wizard 組態(tài)后，會(huì)為每個(gè) PID 回路生成一個(gè)子程序 PIDx_INIT（x = 0 - 7）。在用戶能。，必須使用 SM0.0 始終調(diào)用這個(gè)子程序才能實(shí)現(xiàn) PID 功下圖是一個(gè)最簡(jiǎn)單的 PID 子程序調(diào)用程序段：15圖 1. 調(diào)用 PID 子程序其中：· PV_I： 過程反饋參數(shù)值的· Setpoint： 給定參數(shù)值的· Output： PID 調(diào)節(jié)器的輸出值在這里

28、，給定、反饋的參數(shù)不是 PID 指令功能塊所需要的 0.0 - 1.0 之間的實(shí)數(shù)，而可以是實(shí)際的反饋地址，或是其他變量。例如，PV_I 可以是模擬量輸入地址AIW0，也可以是器地址 VW100 等；Setpoint 則往往來自 V 變量區(qū)，這樣可以從人機(jī)操作界面（HMI）輸入給定值。注意：對(duì)于 PID系統(tǒng)來說，必須保證給定與過程反饋的一致性：· 給定與反饋的物理意義一致這取決于被的對(duì)象，如果是，則給定也必須對(duì)應(yīng)于值；如果是溫度，則給定也必須對(duì)應(yīng)于溫度。· 給定與反饋的數(shù)值范圍對(duì)應(yīng)如果給定直接是攝氏溫度值，則反饋必須是對(duì)應(yīng)的攝氏溫度值；如果反饋直接使用模擬量輸入的對(duì)應(yīng)數(shù)值，

29、則給定也必須向反饋的數(shù)值范圍換算。如果給定與反饋的換算有特定的比例范圍的百分比數(shù)值。也可以。如給定也可以表示為以反饋的數(shù)值給定與反饋的數(shù)值具體是什么數(shù)值，其取值范圍究竟如何，完全取決于我們?cè)谑褂谩癙ID 向?qū)А本幊虝r(shí)指定的給定與反饋的數(shù)值范圍。其中，反饋量的數(shù)值范圍不能隨便定義，而要取決于具體應(yīng)用的模擬量輸入模塊。16圖 2.在圖中 a.處設(shè)置給定范圍圖 3.在圖中 b.處設(shè)置反饋范圍實(shí)例一個(gè) PID系統(tǒng)的對(duì)象是，反饋元件的測(cè)量范圍為 0- 16MPa。反饋器件的信號(hào)經(jīng)過變換，以 0 - 20mA（或 4 - 20mA）電流信號(hào)的形式輸入到 EM231 模擬量輸入模塊中。據(jù)此，我們可以按下表設(shè)

30、置給定、反饋的范圍。17表 1.n 為比例系數(shù)，為了精度高些可以設(shè)置 n=10 等等又如一個(gè)溫度的 PID 系統(tǒng)，溫度值直接由熱電偶測(cè)量，輸入到 EM231TC（熱電偶）模塊轉(zhuǎn)換為溫度值。熱電偶為 J 型，其測(cè)量范圍為可按如下設(shè)置給定的范圍。-150.0°C-1200.0°C。則表 2.在上面的例子中，反饋和給定可以按照如下設(shè)置18反饋（雙極性）給定實(shí)際物理量模擬量輸入數(shù)值百分比形式（占- 150°C -1200.0°C 的百分比）物理工程形式高限1200.0°C12000100.01200低限-150.0°C-15000.0-150

31、反饋（單極性）給定實(shí)際物理量模擬量輸入數(shù)值百分比形式（占 0- 16MPa 的百分比）物理工程單位形式高限16MPa32000100.0n×16.0低限0 MPa0 （0 -20mA）0.00.06400 （4- 20mA）圖 4.反饋范圍設(shè)置圖 5. 給定范圍設(shè)置19第二部分、PID 自整定PID 自整定新的 S7-200 CPU 支持 PID 自整定功能，在 STEP 7-Micro/WIN V4.0 中也添加了 PID 調(diào)節(jié)面板。用戶可以使用用戶程序或 PID 調(diào)節(jié)面板來啟動(dòng)自整定功能。在同一時(shí)間最多可以有 8 個(gè) PID 回路同時(shí)進(jìn)行自整定。PID 調(diào)節(jié)面板也可以用來手動(dòng)調(diào)試

32、老版本的（不支持 PID 自整定）CPU 的 PID回路。用戶可以根據(jù)工藝要求為調(diào)節(jié)回路選擇快速響應(yīng)、中速響應(yīng)、慢速響應(yīng)或極慢速響應(yīng)。PID 自整定會(huì)根據(jù)響應(yīng)類型而計(jì)算出最優(yōu)化的比例、積分、微分值，并可應(yīng)用到中。PID 調(diào)節(jié)面板STEP 7-Micro/WIN V4.0 中提供了一個(gè) PID 調(diào)節(jié)面板，可以用圖形方式監(jiān)視 PID回路的運(yùn)行，另外從面板中還可以啟動(dòng)、停止自整定功能。圖 1. PID 調(diào)節(jié)面板20在圖 1 中：a.過指示顯示過程變量的值及其棒圖b.當(dāng)前的輸出值指示顯示當(dāng)前使用的設(shè)定值、采樣時(shí)間、PID 參數(shù)值及顯示當(dāng)前的輸出值和棒圖c.可顯示過、設(shè)定值及輸出值的 PID 趨勢(shì)圖圖

33、2. 圖形顯示區(qū)圖中：A.B.C.D.過程變量和設(shè)定值的取值范圍及刻度PID 輸出的取值范圍及刻度實(shí)際 PC 時(shí)間以不同顏色表示的設(shè)定值、過程變量及輸出的趨勢(shì)圖d.調(diào)節(jié)參數(shù)這里你可以：選擇 PID 參數(shù)的顯示：當(dāng)前參數(shù)（Current）、推薦參數(shù)（Suggested）、手o動(dòng)輸入（Manual)在 Manual 模式下，可改變 PID 參數(shù)，并按 Update PLC 按鈕來更新 PLC 中的o參數(shù)oo啟動(dòng) PID 自整定功能選擇 Advanced（高級(jí)）按鈕進(jìn)入高級(jí)參數(shù)設(shè)定e.當(dāng)前的 PID 回路號(hào)這里你可以選擇需要監(jiān)視或自整定的 PID 回路f.時(shí)間選項(xiàng)設(shè)定這里你可以設(shè)定趨勢(shì)圖的，以分為g

34、.圖例顏色這里你可以看到趨勢(shì)圖中不同的顏色代表不同的值的趨勢(shì)21h.幫助按鈕i.PID顯示窗口j.關(guān)閉 PID 調(diào)節(jié)面板要使用 PID 調(diào)節(jié)面板，PID 編程必須使用 PID 向?qū)瓿?。PID 自整定步驟第一步：在 PID Wizard (向?qū)В┲型瓿?PID 功能組態(tài)要想使用 PID 自整定功能，PID 編程必須用 PID 向?qū)硗瓿傻诙剑捍蜷_ PID 調(diào)節(jié)面板，設(shè)置 PID 回路調(diào)節(jié)參數(shù)在 Micro/WIN V4.0 在線的情況下，從主菜單 Tools > PID TuneControl Panel 或點(diǎn)擊進(jìn)入 PID 調(diào)節(jié)面板中，如果面板沒有被激活（所有地方都是灰色），可點(diǎn)擊

35、Configure（配置）按鈕運(yùn)行 CPU。在 PID 調(diào)節(jié)面板的 e.區(qū)選擇要調(diào)節(jié)的 PID 回路號(hào)，在 d.區(qū)選擇 Manual（手動(dòng)），調(diào)節(jié) PID 參數(shù)并點(diǎn)擊 Update（更新），使新參數(shù)值起作用，監(jiān)視其趨勢(shì)圖，根據(jù)況改變 PID 參數(shù)直至調(diào)節(jié)。為了使 PID 自整定順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)做到：· 使 PID 調(diào)節(jié)器基本，輸出、反饋?zhàn)兓骄彛⑶沂狗答伇容^接近給定· 設(shè)置合適的給定值，使 PID 調(diào)節(jié)器的輸出遠(yuǎn)離趨勢(shì)圖的上、下坐標(biāo)軸，以免 PID 自整定開始后輸出值的變化范圍受限制參見：手動(dòng)調(diào)整 PID 回路參數(shù)22第三步：在 d.區(qū)點(diǎn)擊 Advanced（高級(jí)）按鈕，設(shè)

36、定 PID 自整定選項(xiàng)。如果不是很特殊的系統(tǒng)，也可以不加理會(huì)。圖 3.設(shè)置 PID 自整定高級(jí)選項(xiàng)在此你設(shè)定下列參數(shù)：a.你可以選中復(fù)選框，讓自整自動(dòng)計(jì)算死區(qū)值和偏移值對(duì)于的 PID 系統(tǒng)，建議使用自動(dòng)選擇。b.Hysteresis（滯回死區(qū)）：死區(qū)值規(guī)定了過偏離設(shè)定值的最大（正負(fù)）范圍，過程反饋在這個(gè)范圍內(nèi)的變化引起 PID 自整定調(diào)節(jié)器改變輸出，或者使 PID 自整定調(diào)節(jié)器“認(rèn)為”這個(gè)范圍內(nèi)的變化是由于改變輸出進(jìn)行自整定調(diào)節(jié)而引起的。PID 自整定開始后，只有過程反饋值超出了該區(qū)域，PID 自整定調(diào)節(jié)器才會(huì)認(rèn)為它對(duì)輸出的改變發(fā)生了效果。這個(gè)值用來減少過程變量的噪聲對(duì)自整定的干擾，從而更精確

37、地計(jì)算出過然振動(dòng)頻率。如果選用自動(dòng)計(jì)算，則缺省值為 2。的自23如果過程變量反饋干擾信號(hào)較強(qiáng)（噪聲大）自然變化范圍就大，可能需要人為設(shè)置一個(gè)較大的值。但這個(gè)值的改變要與下面的偏差值保持 1:4 的。c.Deviation（偏差）：偏差值決定了過程變量偏離設(shè)定值的峰峰值。如果選擇自動(dòng)計(jì)算該值，它將是死區(qū)的 4 倍，即 8。有些非常敏感的系統(tǒng)不過程量偏離給定值很多，也可以人工設(shè)置為比較小的值，但是要和上述“死區(qū)”設(shè)置保持比例饋信號(hào)必須足夠。這就是說，一個(gè)精度要求高的系統(tǒng)，其反d.Initial Output Step（初始步長(zhǎng)值）：PID 調(diào)節(jié)的初始輸出值PID 自整定開始后，PID 自整定調(diào)節(jié)器將主動(dòng)改變 PID 的輸出值，以觀察整個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)。初始步長(zhǎng)值就是輸出的變動(dòng)第一步變化值，以占實(shí)際輸出量程的百分比表示。e.Watchdog Time（看門狗時(shí)間）：過程變量必須在此時(shí)間（為秒）內(nèi)達(dá)到或穿越給定值，否則會(huì)產(chǎn)生看門狗超時(shí)錯(cuò)誤。PID 自整定調(diào)節(jié)器在改變輸出后，如果超過此時(shí)間還未觀察到過程反饋（從下至上