如何使用S7-200 plc 的PID控制

S7-200能够进行PID控制。S7-200CPU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。

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。

1、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。

计算机化的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

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。因此每个PID功能块在调用时需要指定两个要素：PID控制回路号，以及控制回路表的起始地址（以VB表示）。

因此，必须把外围实际的物理量与PID功能块需要的（或者输出的）数据之间进行转换。这就是所谓输入/输出的转换与标准化处理。《S7-200系统手册》上有详细的介绍。

S7-200的编程软件Micro/WIN提供了PID指令向导，以方便地完成这些转换/标准化处理。除此之外，PID指令也同时会被自动调用。

1.1调试PID控制器

PID参数的取值，以及它们之间的配合，对PID控制是否稳定具有重要的意义。这些主要参数是：

●采样时间：

编程时指定的PID控制器采样时间必须与实际的采样时间一致。S7-200中PID的采样时间精度用定时中断来保证。

●增益（Gain，放大系数，比例常数）

●积分时间（IntegralTime）

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。

●微分时间（DerivativeTime）

1.2常见问题

1．对于某个具体的PID控制项目，是否可能事先得知比较合适的参数？有没有相关的经验数据？

虽然有理论上计算PID参数的方法，但由于闭环调节的影响因素很多而不能全部在数学上精确地描述，计算出的数值往往没有什么实际意义。因此，除了实际调试获得参数外，没有什么可用的经验参数值存在。甚至对于两套看似一样的系统，都可能通过实际调试得到完全不同的参数值。

2．PID控制不稳定怎么办？如何调试PID？

闭环系统的调试，首先应当做开环测试。所谓开环，就是在PID调节器不投入工作的时候，观察：

●输出通道是否动作正常

总之，PID参数的调试是一个综合的、互相影响的过程，实际调试过程中的多次尝试是非常重要的步骤，也是必须的。

S7-200的新一代产品提供了自整定的PID细调功能。

4．如何实现PID反作用调节？

参见PID向导中的常问问题。

5．S7-200控制变频器，在变频器也有PID控制功能时，应当使用谁的PID功能？可以根据具体情况使用。一般来说，如果需要控制的变量直接与变频器直接有关，比

如变频水泵控制水压等，可以优先考虑使用变频器的PID功能。

6、《S7-200系统手册》上的附录“用S7-200实现PID控制”的例子，是否可以直接使用？《S7-200系统手册》中的附录H在英文原版中并不存在。的PID例子是在第一代产品还不支持PID运算指令时的产物。现在用户可以使用PID指令块，或者PIDWizard（PID向导）编辑PID控制程序。

1.3PIDWizard-PID向导

Micro/WIN提供了PIDWizard（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。如果用户不能确定中文编程界面的语义，我们建议用户使用英文版本的Micro/WIN，以免对向导中相关概念发生误解。

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。

1.4PID向导编程步骤

在Micro/WIN中的命令菜单中选择ToolsInstructionWizard，然后在指令