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使用FB41实现PID控制在自动化领域中常常要用到PID控制，而常规仪表里一个控制器就只能实现一路的PID 控制，如果要现实多路的PID控制成本就会变得非常高，而且不便于我们集中控制与管理。
经过学习西门子S7-300PLC，我们可以使用模块FB41来实现PID控制，FB41就相当于我们常规仪表里的控制器，既然是PID控制器就应该能够设定P、I、D参数。
即：比例度、积分时间、微分时间。
常规仪表的面板上可以更改PID参数，又有手动/自动切换按钮等。
今天我们要做的就是使用S7-300PLC 的FB41来代替常规仪表，如何使用FB41来实现PID控制的呢？？FB41是一个功能块，它所能实现的功能（PID）已经由专业人员设计好，我们只要调用它，并根据我们的需要来更改相应的参数即可使用。
所以我们不用理会FB41是如何实现比例运算、积分运算、微分运算等等这些问题，只需要会调用就可以了。
现在我们已经知道FB41就相当于常规仪表里的一个控制器了，那么我们是如何使用FB4 1并给它设置相应的参数呢？？FB41相当于一个子程序，它是用来实现PID运算的，我们只需要每隔一段时间去调用这一“子程序”就可以实现PID控制。
所以我们在OB35里调用FB41就可以了，调用的频率可以在属性里面设置。
我们是在OB35里调用FB41的所以在OB35里可以看到FB41的端口。
因此可以直接在这些端口上直接设参数。
如下图所示到这里有人会问，既然可以在OB35里面可以直接给FB41端口赋参数，为什么还要背景数据块DB呢？？？其实PLC在运行过程中会先检查，用户有没有在OB35里给FB41的端口设参数，如果有就直接使用端口上的参数，如果没有就到背景数据表里面去取参数。
所以我们可以在两个地方设置参数，在数据表里面参数只能是一个固定值，不能是一个变量，所以当程序下载到PLC之后就不能更改数据表里面的参数了。
给端口赋参数是一个变量，变量里面存有参数，当我们需要改变参数只需要改变相应的变量就只以了。
S7-300的PID控制的方法1、这是一个典型的PID控制系统。
2、通过模拟量4--20mA的传感器来监视水池的液位，对应PLC的0-27648的工程值，经这个比例转换成水池的液位。
对应的液位是你液位传感器对应的最高量程。
这个值就是PID的反馈值。
3、阀门调节由量模拟量输出控制阀门调节开度，控制你水池的液位。
4、2、无法与实际水位对应（读的参数不知道表示什么意思）5、在PID调节中有不同的物理量，因此在参数设定中需将其规格化。
参数规格化：6、 1.规格化概念及方法：PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用~之间的实数表示，因此，需要将模拟输入转换为~的数据，或将~的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化。
规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）。
对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT，对于输出变量，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；7、 2.例：8、输入参数：9、SP_INT(给定值）：0--100%的实数。
10、假定模块的输入变量量程为0-10Mpa,则SP_IN的范围对应0-10米.可以根据这一比例关系来设置给定值。
例：如给定米11、SP_INT(给定值）=（50%）12、PV_IN(过程值，即反馈值）：0--100%的实数。
13、此值来自与阀门阀位（开度）的相应的压力反馈值。
其范围对应0-100%.即，当模拟量模板输入为数值为27648时则对应100%（量程的上限），数值为0时则对应0%（量程的下限）。
14、可以根据这一比例关系来换算PV_IN值。
例：如输入数值为12000时15、PV_IN(过程值，即反馈值）=12000/27648*=（%）16、输出参数：17、当通过PID控制器（FB41）运算后，即得出调节值LMN_PER,该值已转化范围为0-27648的整型数值。
S7-300P I D控制说明(共13页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-S7-300的PID控制的方法1、这是一个典型的PID控制系统。
通过模拟量4--20mA的传感器来监视水池的液位，对应PLC的0-27648的工程值，经这个比例转换成水池的液位。
对应的液位是你液位传感器对应的最高量程。
这个值就是PID的反馈值。
阀门调节由量模拟量输出控制阀门调节开度，控制你水池的液位。
2、无法与实际水位对应（读的参数不知道表示什么意思）在PID调节中有不同的物理量，因此在参数设定中需将其规格化。
参数规格化：1.规格化概念及方法：PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用~之间的实数表示，因此，需要将模拟输入转换为~的数据，或将~的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化。
规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）。
对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT，对于输出变量，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；2.例：输入参数：SP_INT(给定值）：0--100%的实数。
假定模块的输入变量量程为0-10Mpa,则SP_IN的范围对应0-10米.可以根据这一比例关系来设置给定值。
例：如给定米SP_INT(给定值）=（50%）PV_IN(过程值，即反馈值）：0--100%的实数。
此值来自与阀门阀位（开度）的相应的压力反馈值。
其范围对应0-100%.即，当模拟量模板输入为数值为27648时则对应100%（量程的上限），数值为0时则对应0%（量程的下限）。
可以根据这一比例关系来换算PV_IN值。
例：如输入数值为12000时PV_IN(过程值，即反馈值）=12000/27648*=（%）输出参数：当通过PID控制器（FB41）运算后，即得出调节值LMN_PER,该值已转化范围为0-27648的整型数值。
第37卷第4期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报（自然科学版） Vol.37,No.4 2021年7月 Journal of Qiqihar University(Natural Science Edition) July,2021基于S7-300 PLC的结晶器液位控制系统设计缸明义1，宁平华1，潘小波1，唐开元2,3（1.马鞍山职业技术学院 电气工程系，安徽 马鞍山 243031；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，安徽 马鞍山 243000；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽 马鞍山 243000）摘要：针对连铸机的结晶液位采用拉速控制导致控制过程不稳定，影响铸坯质量的问题，提出了一种结晶器塞棒式流量控制方案，并进行了软硬件设计。
采用西门子S7系列的PLC完成了液位的PID闭环控制，并增加了自动开浇功能，完全实现系统的自动控制，提高生产效率和铸坯质量。
关键词：连铸；结晶器液位控制；PID中图分类号：TF341.6;TP273 文献标志码：A 文章编号：1007-984X(2021)04-0010-06连铸指的是通过连铸机来浇注钢液，并且进行冷凝以及后续的切割，由此得到铸坯。
所以连铸工艺的运行会影响整个炼钢生产过程，同时还将极大地影响到成材率及最终质量。
对于钢铁工业领域来说，连铸的作用是不可或缺的，所以目前也非常重视其模型构建以及工艺控制过程等的研究[1]。
其中，尤为值得关注的就是如何准确地检测结晶器中的液位并且予以合理控制的问题，因为如果液位发生波动，将会有保护渣被卷进液态钢里，由此对最终的铸坯质量造成影响，严重时还有可能发生钢液漏出或是溢出的现象[2-3]。
本文对此进行软硬件设计，采用流量控制法中的塞棒控制，在液位的调节过程中将拉速作为扰动，根据实际需要改变塞棒的开度，使结晶器液位稳定在给定值，很好地解决了控制系统不稳定的突出问题。
1 结晶器的工作原理由该部件之后，将会得以迅速且均匀的降温冷却，由此就有一个初生坯壳得以形成，它通常有较好的表面质量以及均匀的厚度，确保整个连铸过程得以完成。
电气工程与自动化学院基于S7-300PLC和WINCC组态的单容水箱液位控制摘要本文以西门子S7-300PLC为主要控制器，单容水箱液位为控制对象，设计了一个单闭环单容水箱液位定值控制系统，液位信号通过液位变送器变送至PLC，经过PLC中PID 智能控制算法对数据进行处理，输出控制信号经过D\A转换控制执行机构变频器，进一步控制压力泵，从而使液位达到预期给定值。
并运用西门子WINCC flexible SMART触摸屏系列组态产品，为系统设计了界面良好的人机界面，实现对整个系统的实时监控。
关键词：单容水箱；液位控制；PLC；WINCC flexible PID第一章引言1.1课题简介过程控制是自动化技术的一个重要应用领域，它是指对液位，温度，配比，流量，压力等过程量的实时监控。
在冶金，机械，化工，电力等方面得到了广泛的应用。
尤其是水位控制技术在现实生活，生产中发挥了重要的作用；比如民用水塔的供水，如果水位太低，则会影响居民用水，过高又会导致成本的增加或者降低系统经济效益。
此外工矿企业的排水与给水，如果排水与给水控制失调，则会影响车间的生产状况；锅炉汽包液位的控制，如果锅炉内液位过低，可能会导致锅炉内部温度过高，可能引发生产事故，此外还有精馏塔液位的控制等等。
而对这些过程量的传统控制方法基本上都是依靠高强度的人力劳动，或者传统的模拟仪表（指针式，浮子式，磁电式，接近开关，电容式等）来显示控制被控对象的当前值，但是这些传统的控制有其显著的缺点：对操作人员的要求高，人机界面不友好，控制精度不够高，特别是当系统的模型或者某些参数发生变化后，系统的可靠性，稳定性都无法得到保证，所有这些需要迫切解决的问题催生了21世纪以来的各种智能控制技术的迅猛发展，其中一项就是PID先进控制技术，这一技术以其灵活，易操作，控制性能优良而广泛应用于各个生产领域，因此研究PID在液位控制方面的应用具有很高的使用价值。
另一方面，PLC的出现打破了传统的继电器控制系统局面，不但如此，被称为“工业界的蓝领计算机”的PLC自1968年诞生以来，经过不断地创新与发展，尤其是PLC被应用到计算机，通信，自动控制等领域，使得PLC不但能够完成简单的逻辑运算，在模拟量控制，网络通信，HMI等的领域也是越来越广泛和深入，并集三电（电控装置，电仪装置，电气传动控制装置）于一身，使得PLC在工厂中倍受欢迎，用量高居首位，成为现代工业自动化的三大支柱（PLC，机器人，CAD\CAM），这些都预示着PLC在未来的广阔前景，加之近年来西门子提出的TIA（全集成自动化）思想在工业应用中日益广泛。
PID控制在S7-300（PLC）系统中的应用一、引言自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个自动控制系统通常包括控制器﹑检测机构﹑执行机构三个主要组成部分。
如果系统控制器的输出能够根据被控对象（检测机构的检测结果）自动作出调整，或者说，被控对象能够实时地影响控制器的输出，并且使得被控对象尽量保持某个稳定的状态，那么，我们可以说这是一个闭环控制系统。
闭环控制系统的例子很多，比如，自来水在城市管网中的水压控制，水压过高，将会导致管网的损坏，反之，则会影响到高层居民的生活供水。
在这个系统中，检测机构是智能压力变送器；执行机构是水泵及驱动水泵电机的变频器；控制器通常采用PID控制器，这个PID控制器可以是包含在变频器的处理器中，也可以是包含在一套PLC中。
笔者结合多年的西门子PLC工程实践经验，谈谈有关PID在S7-300中的应用，以作抛砖引玉。
二、编写自己的功能块在西门子PLC编程软件STEP7中，为用户提供了多个PID控制功能块。
在梯形图编辑状态（LAD/STL/FBD），打开“视图→总览（View→Overviews）”，可以找到“库→标准库→PID控制块（Libraries→Standard Library→PID Control Blocks）”。
其中连续PID控制块FB41比较常用，但是，它的接口部分参数繁多（有44个），对参数的注释较少，实际使用过程中很不方便，调试也比较困难；还有一点，它是由高级语言SCL 编译的，因为没有源程序，对它作任何的修改都是难以想象的事情。
在实践中，笔者使用自己编写的PID控制块，为特定的场合定制，小巧灵活，调试十分方便，效果也比较理想。
根据PID控制的原理，我们采用了下述简化的计算公式：△outPID = △outP + △outI +△outD (1)△outP = uP * (MEAS - LastM) (2)△outI = uI * (MEAS - DestV) (3)△outD = uD * ((MEAS - LastM) - (LastM - LLastM)) (4)CurrOUT = LastOUT ±△outPID (5)上述公式的说明：（1）式中，△outPID为本次PID调节的总量，△outP、△outI、△outD则分别为比例、积分、微分的调节分量；（2）式中，uP 为比例系数，MEAS 表示当前测量值，LastM表示上一次的测量值；（3）式中，uI 为积分系数，DestV表示设定的目标值；（4）式中，uD 为微分系数，LLastM表示上上一次的测量值；（5）式中，CurrOUT 表示当前输出值，LastOUT表示上一次输出值，式中用了“±”符号，当输出量增加时，使检测值也增加时，采用“-”号，反之，采用“+”号。
用S7-300PLC进行PID控制——功能块FB41的功能及用法介绍一、控制系统假设图1 液压系统控制框图如图1为液压系统的简单控制框图。
控制方式为使用变频器拖动泵，使系统的实际压力等于设定压力。
本文基于此系统，探讨一下如何用S7-300进行PID控制。
为方便讨论，做以下假定：•· 系统压力的可调范围为：0 – 1MPa；•· 变频器的变频范围为：0 – 50Hz；•· 压力传感器的输入外设地址：PIW272；模拟量输出外设地址为PQW288。
二、FB41简介在STEP7中的库中，有专门用于PID控制的FB块——FB41。
PID控制必须在循环中断中执行，以确保其扫描、执行时间基本固定。
本例中的CPU仅有OB35一个循环中断，因此，要在OB35中调用FB41。
图2 FB41在库中的位置图3 FB41的逻辑图FB41的逻辑如图3所示。
分解介绍如下：•· SP_INT端为给定值，本例中即为给定压力，假设为0.5MPa；即：0.5==>'SP_INT';•· 实际值有两条通路可选：· 当PVPER_ON=0时，PV_IN端的值为实际值，该值通常有FC105转换而来；· 当PVPER_ON=1时，PV_PER端的值为实际的压力值，该值来自AI模块，为压力传感器的反馈值；本例中，我们以PVPER_ON=1时，来说明。
即:1==>'PVPER_ON'、PIW272==>'PV_PER'•· PV_FAC、PV_OFF对应压力的范围，即：1==>'PV_FAC'、0==>'PV_OFF'。
•· PV是根据PV_PER计算出的实际压力值。
具体来说：PV_PER=0时，对应的实际压力为PV_OFF，即0MPa；PV_PER=27648时，对应的实际压力为PV_FAC，即1MPa；PV=PV_PER/27648*(PV_FAC –PV_OFF)，本例中，PV=PV_PER/27648；•· ER为给定值SP_INT和实际值PV的偏差，PID即是基于它进行调节的；•· GAIN、TI、TD分别为比例、积分、微分的系数。
基于S7—300PLC和组态王软件的单容水箱液位控制系统作者：张晓萍来源：《现代信息科技》2019年第03期摘要：本文结合目前我院电气工程系PLC教学中存在的无控制对象、不够直观等问题，通过对组态软件技术特点的分析，以单容水箱液位控制为例，借助组态王的组态技术来实现PLC虚拟控制系统的实验教学，为PLC的教学提供了新方法，从而达到了理论联系工程实际的目的。
关键词：PLC；组态软件；单容水箱中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）03-0043-02Single Tank Level Control System Based on S7-300PLC and Kingview SoftwareZHANG Xiaoping（Yunnan Vocational College of Mechanical and Electrical Technology，Kunming 650203，China）Abstract：This paper combines the problems of uncontrolled objects and inadequate intuition existing in the teaching of PLC in the Department of Electrical Engineering of our college. Through the analysis of the technical characteristics of configuration software，taking the liquid level control of single tank as an example，the experiment teaching of the virtual control system of PLC is realized by the configuration technology of Kingview，which provides a new method for the teaching of PLC and achieves the goal of integrating theory with engineering practice.Keywords：PLC；configuration software；single tank0 引言PLC應用技术是一门理论与操作性都很强的课程，PLC是专为工业环境下应用而设计的工业控制电子装置。
电气工程与自动化学院数控技术课程实践题目：水箱液位控制系统专业班级：xxx学生：xx指导老师：xxx日期：xxx摘要水箱作为工业控制当中经典控制对象，它所涉及的行业围广，应用多，控制要求高，是当前工控行业比较常见的课题。
这之中它所包含的控制目标多种，有流量，液位，压力等控制目标。
总的来说，这三个控制目标虽然各有不同，但是所使用的控制算法，实现方式不尽相同，是以这三种控制目标其实是可以当做一种情况而言的。
至于算法方面，PID作为经典应用算法，它所能实现的控制完全能够实现该场合。
通过给定控制目标，PLC经由AD采集模块获取当前的数据，将当前数据转化为可视的物理单位（流量，液位，压力）再根据PID控制算法确定给定量，通过DA输出到执行器中，实现一个闭环控制。
在这过程当中，为了使得操作人员更方便更直观的知道当前的控制目标的动态情况，采用组态软件进行电脑监控，同时使用液晶屏控制终端，实现方便快捷的控制。
通过组态界面，操作人员能很清楚的知道当前控制目标的各项动态情况，实现各种控制要求。
关键词：流量液位计；PLC ；人机界面；控制系统; 流量液位调节; PID控制 WINCC；杰控；双容水箱。
目录第1章引言 (1)1.1.设计任务 (1)1.2.设计过程 (1)1.3.设计主要容 (1)1.3.1.硬件模块设计 (1)1.3.2.组态软件选择考量 (1)1.3.3.基于STEP-7的程序设计 (2)1.3.4.综合设计 (2)第2章硬件选型 (3)2.1.硬件选型 (3)2.2.选型步骤 (3)2.3.选型的结果 (4)2.4.选型的技术参数 (4)第3章硬件结构设计 (5)3.1.整体结构设计 (5)3.2.硬件连接图 (5)3.3.系统I/O分配表 (6)3.4.硬件组态和变频参数设置 (6)3.4.1.硬件组态设置 (6)3.4.2.变频器参数设置 (7)第4章软件设计 (9)4.1.软件整体构架 (9)4.2.组态软件设计 (9)4.3.STEP-7控制程序设计 (15)4.3.1.单环控制程序 (16)4.3.2.双环控制程序 (18)第5章整体调试 (24)5.1.组态调试 (24)5.2.软件调试 (24)5.2.1.参数整定 (24)第6章总结 (26)6.1.最终存在的问题以及解决方案考量： (26)6.2.项目的实现心得 (26)参考文献 (29)第1章引言1.1.设计任务本次课程设计是以西门子S7-300 PLC作为控制器，实现双容水箱液位控制。
