S7-300 FB41 PID如何设置参数

FB41的PID:一、在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个类似“DB120”的，系统会问你要不要生成这个Db，yes就可以二、大部分参数不要填，默认就行，下面是常用参数，用变量连接：1、MAN_ON:用一个bool量，如m0.0，为true则手动，为false则自动；2、cycle：T#100MS，这个值与ob35默认的100ms一致；3、SP_INT：MD2,是hmi发下来的设定值，0－100.0的范围，real型；4、PV_IN:md6，实际测量值，比如压力，要从piw×××转换为0－100.0的量程；5、MAN:MD10,op值，也就是手动状态下的阀门输出，real型，0－100.0的范围；6、GAIN:md14，Pid的P啊，默认写1－2吧（系统默认是2），调试的时候再改7、TI：MW20,pid的i啊.默认写T#30S吧，调试的时候改；8、DEAD_W：md22,死区，就是sp和pv的偏差死区，0－100.0的范围，默认0，调试的时候改；输出：9、LMN:MD26，0－100。

0，最终再用fc106转换为word型move到pqw×××，如果pid运算结果不再有工艺条件其他限制可以用LMN_PER更简单就不用fc106了。

三、用plcsim模拟1、手动man_on＝true，看输出是否等于man；2、自动man_on＝false，调整pv或者sp，使得有偏差大于死区，看输出变化，这里的模拟只能说明pid工作了，不能测试实际调节效果啊。

2、在PID中有不同的物理量，例如温度、压力及阀门开度等，它们的量纲单位均不同，所以要进行规格化工作。

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0.0~1.0之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的因此，需要将模拟输入转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0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；D：PID的调整方法：一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。

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 FB41 PID参数如何设置?来源：作者：时间：2008-02-03 点击：145PID 没有例程和经验值可参考，每个设备都不同，都需要根据现场的设备去调试。

有时同样的两套设备P、I、D参数都会不同。

所以PID 的参数也需要根据实际情况一点点试。

下面的步骤仅供参考。

PID的调用要在OB35中完成.在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个DB块如“DB20”。

系统会问你要不要生成这个DB，选yes就可以。

大部分参数不要填，默认就行，下面是常用参数，用变量连接：1、MAN_ON:用一个bool量，如m0.0，为true则手动，为false则自动；2、cycle：T#100MS，这个值与ob35默认的100ms一致；3、SP_INT：MD2,是hmi发下来的设定值，0－100.0的范围，real型；4、PV_IN:MD6，实际测量值，比如反馈的氧浓度，要从piw×××转换为实际的工程量（使用FC105)；5、MAN:MD10 （该地址也可以是从上位机设定的地址）,是手动状态下的输入值，real型。

手动设多少输出将为多少。

6、GAIN: MD100（该地址也可以是从上位机设定的地址如DB 块的地址,这样可以从上位机设P 参数了），默认写1－2吧（系统默认是2），调试的时候再改。

7、TI：MW120, 默认可以写T#30S吧，调试的时候改；8、DEAD_W：MD122,死区，就是sp和pv的偏差死区，0－100.0的范围，默认0，调试的时候改；输出：9、LMN:MD126，把MD126再用fc106转换到pqw××，如果pid运算结果不再有工艺条件其他限制可以用LMN_PER更简单就不用fc106了。

三、用plcsim模拟1、手动man_on＝true，看输出是否等于man；2、自动man_on＝false，调整pv或者sp，使得有偏差大于死区，看输出变化，这里的模拟只能说明pid工作了，不能测试实际调节效果啊。

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。

PID控制FB41的参数设置
有个PID控制方面的问题请教各位朋友，希望大家指点。

生产线上有个执行机构，主要负责上升和下降动作。

是通过力士乐伺服阀控制，同时依靠位移传感器进行检测上升和下降的距离。

最近发现，PID中SP_INT上升位置为650，可是每次反馈值PV_IN基本在730左右，而且上升的速度比较快，相比较下降，它会在快到最低位置执行减速，可是上升的时候却没实现。

导致上升到最大位置时，撞击声音很大。

昨天晚上，我就参照网上的FB41参数设置资料，对相关参数进行了设置，比如将P和I设置为1，设置LMN_HLM上限值，以及PV_OFF，可是都不起作用。

本来还想改GAIN，可是自己不太懂。

更糟糕的是，之前下降时会有个减速动作，可是现在连下降也不减速了，震动声音很明显。

我已经将所有修改过的地方都恢复成了原样，可是下降时减速现象还是不能恢复。

我现在有两个想法，不知道该怎么实现，请教。

1.如何实现对上升速度进行一个减速，比如现在上升到730，当在700的时候速度变慢，该怎么调试？gain这个参数该怎么设置？一般的设置值是多少？
2.如何在自动运行时设置一个上限值，不超过730,
希望对PID控制熟悉的，指导一下！
图片说明：1，PID控制程序2 2，PID控制程序1
最佳答案
FB41的P比例参数是个实数,从0----无穷大的,越大比例度越大,超调过多,可以减小P,P=1.0不是最小,你的现象是超调过多,需要先减小P,然后观察静差,根据静差调整I来减小静差.微分就不要用了。

本人现用到西门子S7-300（CPU315）做整流系统的PID控制，具体是由AI模块输入4-20MA信号（既A柜/B柜饱和电抗器控制电流信号反馈和机组A柜/B柜直流电流信号反馈），通过CPU调用PID功能块，实现自动闭环控制，最后由AO模块输出一个4-20MA的信号给稳流系统（既A柜/B柜电流给定反馈）。

现请教：1、具体应调用S7的PID中的哪些功能块。

我是直接在OB1里边调用FB41，不知可否。

2、PID标准块FB41的输入输出参数如何整定，PV_PER、SP_INT、PV_IN有何区别。

3、GAIN、TI、TD如何整定。

4、MAN_ON、PVPER_ON怎么用，是直接在FB41的输入端写吗？原理上，PID的调节节奏应该与其采样周期一致，这是数学模型应与物理过程一致的要求。

这也就是FB41要在OB35中周期调用且OB35的周期要与FB41采样周期一致的原因。

当然，在OB1或其他FC、FB中调用FB41也是可以的，此时最好将OB1参数区中扫描周期作为FB41的采样周期。

本人在管道恒流恒压的PID过程控制中，也曾在FC中无条件连续调用FB41，PID效果也还令人满意。

我个人认为，精度要求不高的应用中，简单调用也是可以的。

FB41参数的设置很灵活，可根据自己的习惯或应用的方便选择。

下面是一种方式。

MAN_ON ：激活PID手动调节给定值MAN的使能位，可用PID手自动转换位来触发。

PVPER_ON ：是PID输入输出参数“PERIPHERAL化”的使能位，即将参数看成0~27648之间的整数。

换个说法，就是PID的反馈值直接取自相应AIW通道，而PID输出则直接给出到AQW通道。

参数整定由FB41完成。

可用调节装置的启动标志来触发本位。

MAN ：PID手动调节给定值，当“MAN_ON=1”时有效。

CYCLE ：采样周期。

根据物理量变化快慢定，一般要求与FB41执行的周期一致。

SP_INT：PID的设定值。

一、PID控制原理：1、比例（P）控制：比例控制是一种最简单的控制方式。

其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。

当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。

2、积分（I）控制：在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。

对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。

为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。

积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。

这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。

因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

3、微分（D）控制：在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。

自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。

其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。

解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。

这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。

所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

二、PID控制器参数整定的一般方法：PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。

它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。

PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。

它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。

这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改；二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。

西门子S7－300PLC使用FB41进行闭环PID调节的解释说明2009-03-01 12:07使用FB41进行PID调整的说明FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。

PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。

其他的可以使用默认参数。

A：所有的输入参数：COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；MAN_ON： BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用 PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；I_SEL： BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。

一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；CYCLE ： TIME：PID采样周期，一般设为200MS；SP_INT： REAL：PID的给定值；PV_IN ： REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；GAIN ： REAL：比例增益；TI ： TIME：积分时间；TD ： TIME：微分时间；TM_LAG： TIME：我也不知道，没用过它，和微分有关；DEADB_W： REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；LMN_HLM： REAL：PID上极限，一般是100%；LMN_LLM： REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；PV_FAC： REAL：过程变量比例因子PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET）LMN_FAC： REAL：PID输出值比例因子；LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；B：部分输出参数说明：LMN ：REAL：PID输出；LMN_P ：REAL：PID输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）LMN_I ：REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过程中观察效果）LMN_D ：REAL：PID输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）C：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0.0~1.0之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0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；D：PID的调整方法：一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。