3_S7-200 SMART_PID解析

PID Wizard - PID向导Micro/WIN SMART提供了PID Wizard（PID指令向导），可以帮助用户方便地生成一个闭环控制过程的PID算法。

此向导可以完成绝大多数PID运算的自动编程，用户只需在主程序中调用PID向导生成的子程序，就可以完成PID控制任务。

PID向导既可以生成模拟量输出PID控制算法，也支持开关量输出；既支持连续自动调节，也支持手动参与控制。

建议用户使用此向导对PID编程，以避免不必要的错误。

建议用户使用较新的编程软件版本。

在新版本中的PID向导获得了改善。

PID向导编程步骤使用以下方法之一打开 PID 向导：●在Micro/WIN SMART中的工具菜单中选择PID向导：图1. 选择PID向导● 在项目树中打开“向导”文件夹，然后双击“PID”，或选择“PID”并按回车键。

图2. 选择PID向导第一步：定义需要配置的PID回路号在此对话框中选择要组态的回路。

最多可组态 8 个回路。

在此对话框上选择回路时，PID 向导左侧的树视图随组态该回路所需的所有节点一起更新。

图3. 选择需要配置的回路第二步：为回路组态命名可为回路组态自定义名称。

此部分的默认名称是“回路 x”，其中“x”等于回路编号。

图4. 为PID回路命名图5. 设置PID参数图5中定义了PID回路参数，这些参数都应当是实数：a.增益：即比例常数，默认值=1.00。

b.积分时间：如果不想要积分作用可以将该值设置很大（比如10000.0），默认值=10.00。

c.微分时间：如果不想要微分回路，可以把微分时间设为0 ，默认值=0.00。

d.采样时间：是PID控制回路对反馈采样和重新计算输出值的时间间隔,，默认值=1.00。

在向导完成后，若想要修改此数，则必须返回向导中修改，不可在程序中或状态表中修改。

注意：关于具体的PID参数值，每一个项目都不一样，需要现场调试来定，没有所谓经验参数。

图6. 设定PID输入过程变量a.指定回路过程变量 (PV) 如何标定。

关于控制器（硬件.控制器）的参数整定，流行一些口诀，摘抄如下，仅供参考！参数整定找最佳，从小到大顺序查。

先是比例后积分，最后再把微分加。

曲线振荡很频繁，比例度盘要放大。

曲线漂浮绕大弯，比例度盘往小扳。

曲线偏离回复慢，积分时间往下降。

曲线波动周期长，积分时间再加长。

曲线振荡频率快，先把微分降下来。

动差大来波动慢，微分时间应加长。

理想曲线两个波，前高后低四比一。

一看二调多分析，调节质量不会低。

西门子S7-200CPU PID控制图解之一第一部分、PID 控制S7-200 能够进行 PID 控制。

S7-200 CPU 最多可以支持 8 个 PID 控制回路（8 个 PID指令功能块）。

PID 是闭环控制系统的比例－积分－微分控制算法。

PID 控制器根据设定值（给定）与被控对象的实际值（反馈）的差值，按照 PID 算法计算出控制器的输出量，控制执行机构去影响被控对象的变化。

PID 控制是负反馈闭环控制，能够抑制系统闭环内的各种因素所引起的扰动，使被控对象的实际值（反馈）跟随给定变化。

根据具体项目的控制要求，在实际应用中有可能用到其中的一部分，比如常用的是 PI（比例－积分）控制，这时没有微分控制部分。

PID 算法在 S7-200 中的实现PID 控制最初在模拟量控制系统中实现，随着离散控制理论的发展，PID 也在计算机化控制系统中实现。

为便于实现，S7-200 中的 PID 控制采用了迭代算法。

详细的计算方法请参考《S7-200系统手册》中 PID 指令部分的相关内容。

计算机化的 PID 控制算法有几个关键的参数K c（Gain，增益），T i（积分时间常数），T d（微分时间常数），T s（采样时间）。

在 S7-200 中 PID 功能是通过 PID 指令功能块实现。

通过定时（按照采样时间）执行PID 功能块，按照 PID 运算规律，根据当时的给定、反馈、比例－积分－微分数据，计算出控制量。

PID 功能块通过一个 PID 回路表交换数据，这个表是在 V 数据存储区中的开辟，长度为 36 字节。

1、PID的原理
在这先强调一下PID的输出值Mn
Mn可以是模拟量输出或数字量输出。

模拟量输出用来控制一些需要模拟量给定的设备，输出量Mn转化为0-20MA或0-10V去控制、如比例阀、变频器等；
数字输出量就是输出一个变化的数字量PWM占空比
数字量输出实际上是控制输出点的通、断状态按照一定的占空比变化，可以控制固态继电器（加热棒等）
下面是占空比的解释；
如果Mn输出设置为数字量输出，那么Mn就可以理解成一个占空比，例如图中的t，Mn的大小直接变成了t的大小，t去控制加热器，t1去控制风扇。

在本项目中，我们要把占空比的周期设置为10S（t+t1=10S）
2.设定值SP、反馈值PV与输出值Mn的转化问题
假如说给定值设为50度，PLC肯定不识别这个50，我们需要按照S7200的要求转化为0—1的实数，
设定值SP是，设定值占反馈总量程的分数比
假如，设定是50度，在本项目中，温度计的量程是0—100度，那么SP=0.5
温度计的线接到PLC的模拟输入端，我们肯定事先已经设置好模拟量模块的输入类型，
假如是0—10V，对应PLC的运算值为0—32000，对应温度计的0—100度，这样的话SP=0.5时，机器就知道设定值是温度计总量程的50%，对应PLC的运算值16000，这样PID就根据现在实际的反馈值PV是多大与设定值之间的PID运算差，调节被控元件，直到PV的对应运算值也为16000，即Mn 为0.
2、编址
根据PID的回路参数表
Q1.0 加热器工作
Q1.1 风扇工作
AIW0 温度传感器检测值下面我们编写程序
以上是我个人见解，如我错误，请大师指点，我的QQ；353942756。

西门子S7-200系列PLC的PID功能块的应用经验请大家都来谈谈西门子S7-200系列PLC的PID功能块的应用问题，把实际经验都写出来，让大家都受益!PID参数的整定：1、可以在软件中进行自动整定；2、自动整定的PID参数可能对于系统来说不是最好的，就需要手动凭经验来进行整定。

P参数过小，达到动态平衡的时间就会太长；P 参数过大，就容易产生超调。

PID功能块在梯形图（程序）中应当注意的问题：1、最好采用PID向导生成PID功能块；2、我要说一个最简单的也是最容易被人忽视的问题，那就是：PID功能块的使能控制只能采用SM0.0或任何1个存储器的常开触点并联该存储器的常闭触点这样的永不断开的触点！笔者在以前的一个工程调试中就遇到这样的问题：PID功能块有时间动作正常，有时间动作不正常，而且不正常时发现PID功能块都没问题（PID参数正确、使能正确），就是没有输出。

最后查了好久，突然意识到可能是使能的问题——我在使能端串联了启动/停止控制的保持继电器，我把它改为SM0.0以后，一切正常！同时也明白了PID功能块有时间动作正常，有时间动作不正常的原因：有时在灌入程序后保持继电器处于动作的状态才不会出现问题，一旦停止了设备就会出现问题——PID功能块使能一旦断开，工作就不会正常！把这个给大家说说，以免出现同样失误。

下面是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。

PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。

S7-200SMART中PID使用、调试方法和步骤01 PID回路控制概述PID控制器是应用最广泛的闭环控制器，它根据给定值与被控实测值之间的偏差；按照PID算法计算出控制器的输出量，控制执行机构进行调节，使被控量跟随给定量变化，并使系统达到稳定；自动消除各种干扰对控制过程的影响。

其中PID分别表示比例、积分和微分。

S7-200 SMART中PID功能实现方式有以下三种：PID指令块：通过一个PID回路表交换数据，只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上就是百分比）作为反馈、给定与控制输出的有效数值。

PID向导：方便地完成输入/输出信号转换/标准化处理。

PID指令同时会被自动调用。

根据PID算法自己编程S7-200 SMART CPU最多可以支持8个PID控制回路（8个PID指令功能块）,根据PID算法自己编程没有具体数目的限制，但是我们需要考虑PLC的存储空间以及扫描周期等影响。

PID控制是负反馈闭环控制，能够抑制系统闭环内的各种因素所引起的扰动，使反馈跟随给定变化。

PID控制算法有几个关键的参数Kc（Gain，增益）Ti（积分时间常数），Td（微分时间常数）Ts（采样时间）在S7-200 SMART中PID功能是通过PID指令功能块实现。

通过定时（按照采样时间）执行PID功能块，按照PID运算规律，根据当时的给定、反馈、比例－积分－微分数据，计算出控制量。

由于PID可以控制温度、压力等等许多对象，它们各自都是由工程量表示，因此有一种通用的数据表示方法才能被PID功能块识别。

S7-200 SMART中的PID功能使用占调节范围的百分比的方法抽象地表示被控对象的数值大小。

在实际工程中，这个调节范围往往被认为与被控对象（反馈）的测量范围（量程）一致。

PID功能块只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上是0%--100%）作为反馈、给定与控制输出的有效数值，如果是直接使用PID功能块编程，必须保证数据在这个范围之内，否则会出错。

S7-200SMART pid 温度控制自定整
200SMART PID 温度控制自整定过程曲线,
用电烙铁芯做的炉子,由温控表采集温度,PLC通讯读取温度,PID输出4-20MA控制SSR固态继电器.
自整定过程中PID输出值会在原来稳定输出值的基础上,上下之间变化几个周期,大约正负2倍,过程值会超调设定值的10%
快整定滞后0.02 偏差0.08 结果 P=9.162, I=0.952
整定后的调节过程曲线. 以下曲线类同.
中整定滞后0.02 偏差0.08 结果 P=4.405, I=0.957
慢整定滞后0.02 偏差0.08 结果 P=2.251, I=1.001
慢整定滞后0.01 偏差0.04 结果P=1.799, I=1.229
通过图示可以了解不同整定方式,控制曲线的.超调,反应速度等等,学习如何手动调节PID三个参数.达到满意的效果.。

基于西门子200Smart系统PID组态及问题分析
01-PID控制知识讲解
S7-200 SMART能够进行PID控制。

S7-200 SMART CPU最多可以支持8个PID控制回路（8个PID指令功能块）
PID是闭环控制系统的（比例－积分－微分）
PID控制器根据设定值（给定）与被控对象的实际值（反馈）的差值，按照PID算法计算出控制器的输出量，控制执行机构去影响被控对象的变化。

PID控制是负反馈闭环控制，能够抑制系统闭环内的各种因素所引起的扰动，使反馈跟随给定变化。

根据具体项目的控制要求，在实际应用中有可能用到其中的一部分，比如常用的是PI（比例－积分）控制，这时没有微分控制部分。

PID算法在S7-200 SMART中的实现
PID控制最初在模拟量控制系统中实现，随着离散控制理论的发展，PID也在计算机化控制系统中实现。

02-PID向导组态设置
Micro/WIN SMART提供了PID Wizard（PID指令向导），可以帮助用户方便地生成一个闭环控制过程的PID算法。

此向导可以完成绝大多数PID运算的自动编程，用户只需在主程序中调用PID向导生成的子程序，就可以完成PID控制任务。

PID向导既可以生成模拟量输出PID控制算法，也支持开关量输出；既支持连续自动调节，也支持手动参与控制。

建议用户使用此向导对PID编程，以避免不必要的错误。

PID向导编程组态步骤：
1.在Micro/WIN SMART中的工具菜单中选择PID向导：
图1. 在工具栏中选择PID向导
图2.在项目树中打开'向导'文件夹，然后双击'PID'，或选择'PID'并按回车键。

西门子S7-200 PID 指令1、PID 标准指令西门子S7-200plc 具有标准的PID 回路指令来实现各种温度控制（如图1 所示）。

PID 回路（PID）指令根据表格(TBL)中的输入和配置信息对引用LOOP 执行PID 回路计算（如表1 所示）。

同时，逻辑堆栈（TOS）顶值必须是”打开”（使能位）状态，才能启用PID 计算。

图1 PID 回路指令表1 PID 回路指令操作数S7-200 程序中可使用八条PID 指令，如果两条或多条PID 指令使用相同的回路号码（即使它们的表格地址不同），PID 计算会互相干扰，结果难以预料。

因此，必须在程序设计之初为每一个PID 控制指定不同的回路号。

LOOP 回路表存储用于控制和监控回路运算的参数，包括程序变量、设置点、输出、增益、采样时间、整数时间（重设）、导出时间（速率）等数值。

PID 指令框中输入的表格（TBL）起始地址为回路表分配80 个字节2、PID 控制在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID 控制或调节。

PID 控制器问世至今已有近70 年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID 控制技术最为方便。

即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID 控制技术。

PID 控制，实际中也有PI 和PD 控制。

PID 控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

（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（Steady-state error）。

（2）积。

西门子S7-200SMARTPLC如何实现PID自动手动调节切换去学PLC技术所谓手自动勿扰S7-200 SMART PLC切换，是指在将PID回路从手动模式切换到自动模式，或者是自动模式切换的手动模式时，PID 输出不会发生跳变，也就是不会产生任何波动。

本文阐述内容主要以中的PID功能为实例。

一、PID 自动/手动调节的无扰动切换有些工程项目中可能需要根据工艺要求在不同的时刻投入、或者退出 PID 自动控制；退出 PID 自动控制时，控制器的输出部分可以由操作人员直接手动控制。

这就是所谓的 PID 手动/自动切换。

PID 控制处于自动方式时，PID 控制器（以S7-200 SMART 中的PID 调节为例）会按照PID 算法，自动通过输出的作用使过程反馈值跟随给定值变化，并保持稳定。

这是一个自动的闭环控制系统。

操作人员可以根据现场工艺的要求，改变给定（即设定值）的值。

PID 控制处于手动方式时，PID 控制器不再起自动计算的作用。

这时，控制回路的输出是由操作人员手动控制、调整，由操作人员观察现场的控制效果，从而构成人工闭环控制。

所谓 PID 自动/手动控制，就是看控制系统的输出是由 PID 控制器自动控制，还是由操作人员手动控制。

有些控制系统的执行机构不能承受较大的冲击，这就要求在进行PID 自动/手动切换时，保持控制输出的稳定。

这就是要求无扰动切换。

为了达到 PID 自动/手动控制的无扰动切换，需要在编程时注意一些相关事项。

下面分别就直接使用 PID 指令编程，和使用 PID 向导编程两种情况作一介绍。

二、直接使用 PID 指令编程时的 PID 自动/手动无扰切换直接使用 PID 指令块编写 PID 控制程序时，可以简单地使用“调用/不调用”指令的方式控制自动/手动模式。

因为PID 指令本身已经具有实现无扰动切换的能力，此时在PID 指令控制环节之外编程没有多大必要。

PID 指令的 EN 输入端使能（为“1”）时，我们认为是自动控制模式；EN 输入端未使能（为“0”）时，我们认为是手动控制模式。