一、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

S7-200SMART中PID功能实现方式有以下三种：

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

S7-200SMARTCPU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）

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。

二、PID主要参数

增益（Gain，放大系数，比例常数）

积分时间:偏差值恒定时，积分时间决定了控制器输出的变化速率。积分时间越短，偏差得到的修正越快。过短的积分时间有可能造成不稳定。

积分时间的长度相当于在阶跃给定下，增益为“1”的时候，输出的变化量与偏差值相等所需要的时间，也就是输出变化到二倍于初始阶跃偏差的时间。

如果将积分时间设为最大值，则相当于没有积分作用。

如果将微分时间设置为0就不起作用，控制器将作为PI调节器工作。

比例调节:提高响应速度，减少误差，但不能消除稳态误差，当比例作用过大时，系统的稳定性下降。(由小到大单独调节）

积分调节:消除稳态误差，使系统的动态响应变慢，积分时间越小，积分作用越大，偏差得到的修正越快，过短的积分时间有可能造成不稳定。（将调好的比例增益调整到50%~80%后，由大到小减小积分时间）

微分调节:超前调节，能预测误差变化的趋势，提前抑制误差的控制作用，从而避免了被控量的严重超调。可以改善系统的响应速度和稳定性，对噪声干扰有放大作用，对具有滞后性质的被控对象，应加入微分环节。

三、PID向导

1、在Micro/WINSMART中的工具菜单中选择PID向导

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

6、增益：即比例常数

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）

微分时间：如果不想要微分回路，可以把微分时间设为0

8、单极性：0-27648

双极性-27648到27648

温度x10°是PT100的热电阻或热电偶的温度值°C表示摄氏度°F表示华氏度

选用20%偏移：如果输入为4－20mA则选此项，4mA是0－20mA信号的20%，所以选20%偏移，即4mA对应5530，20mA对应27648

11、输出类型：可以选择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，如比例阀、变频器等

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）

12、范围：

为单极时，缺省值为0到27648

为双极时，取值-27648到27648

为20%偏移量时，取值5530-27648，不可改变

16、模拟量模块错误报警。“EM0”就是第一个扩展模块的位置

18、可以选择添加PID手动控制模式

20、PID功能块使用了一个120个字节的V区地址来进行控制回路的运算工作；并且PID向导生成的输入/输出量的标准化程序也需要运算数据存储区。要保证该地址起始的若干字节在程序的其它地方没有被重复使用。

24、向导完成生成的子程序

25、向导生成的数据块

数据块的地址需要组态断电保持

四、PID指令