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PID全稱是Proportion Integration Differentiation，即比例積分微分。
PID控制是最早發(fā)展起來的控制方法之一，此控制方法與自動化儀表的配合，可以大大減少人工，提升生產(chǎn)過程的自動化水平。由于PID控制算法簡單、適用性廣和可靠性高，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)過程中不可或缺的控制手段。
S7-200 SMART支持PID控制。以下介紹利用PID向?qū)Э焖俳⒁粋€PID控制程序的方法。
? ? ? ? ? ? 前提條件
輸入輸出儀表信號均是4~20mA；
? ? ? ? ? ? 操作步驟
1． 打開STEP 7Micro/WIN SMART，新建硬件，并對EM AM06模塊通道類型進行設(shè)置（電流型）；
2．?點擊菜單欄工具-PID或者點擊左側(cè)樹形導(dǎo)航欄-向?qū)?PID；
3． 一臺200Smart PLC可組態(tài)8個控制回路，按需要進行勾選。在此勾選loop 0，然后點擊“下一個”；
4． 回路命名，按需更改，，此處為默認(rèn)，點擊“下一個”；
5．PID參數(shù)設(shè)置，在此暫不做更改，點擊“下一個”；
6．輸入類型設(shè)定，在此選擇“單極20%偏移量”。
所謂“單極20%偏移量”，可以理解為接收的是4~20mA的信號。因為在Smart200PLC中，默認(rèn)接收的電流信號是0~20mA的（PLC接收到的int類型數(shù)據(jù)的范圍是0~27648），這一點在組態(tài)模擬量通道的時候就可以看到，但是現(xiàn)在的自動化儀表大部分是4~20mA的（接收到的int類型數(shù)據(jù)的范圍是5530~27648），也就是說，接收到的信號的下限需要進行20%的偏移，即0mA變?yōu)?0mA*20%=4mA，數(shù)據(jù)范圍下限0變?yōu)?7648*20%=5529.6≈5530，這就是“20%”偏移的含義。
對應(yīng)的回路設(shè)定值若沒有特殊要求就用默認(rèn)數(shù)據(jù)即可，點擊“下一個”；
7．回路輸出設(shè)置。選擇“模擬量”標(biāo)定為“單極20%偏移量”，即輸出信號的int數(shù)據(jù)范圍也是5530~27648，對應(yīng)電流為4~20mA，點擊“下一個”；
8. 報警設(shè)置，如無需要不需設(shè)置，點擊“下一個”；
9．是否需要對回路進行手動控制，若勾選，則該控制回路可在手動模式與自動模式間切換，在此勾選“添加PID的手動控制”，點擊“下一個”；
10．分配存儲器，此步驟為自動分配120個字節(jié)的地址范圍，填入合適的起始地址即可，注意，這120個字節(jié)為該PID回路專用，不可再分配給其他數(shù)據(jù)，在此選擇VB100~VB219。點擊“下一個”；
11. 介紹包含組件，點擊“下一個”；
12. 點擊“生成”，至此一個PID子例程建立完畢；
13. 確定PID回路各參數(shù)。V0.0為手動自動切換開關(guān)，第一個AI通道（EM0_輸入0）為過程量PV_I，第一個AO通道（EM0_輸出0）為回路輸出，VD10為設(shè)定值SetPoint，VD14為手動輸出值ManualOutput；
14. PID控制回路的無擾切換。200Smart的PID控制回路需要進行無擾切換編程，即PID控制模塊在進行手動/自動模式切換時，輸出需要進行保持，否則會因為手動輸出值ManualOutput（自動切手動）或自動設(shè)定值SetPoint（手動切自動）而引起輸出的變化，從而影響本來已經(jīng)穩(wěn)定的生產(chǎn)過程，擾亂正常的生產(chǎn)流程。
無擾切換核心思路是：由當(dāng)自動模式切為手動模式的瞬間，將當(dāng)前輸出值賦給手動輸出值ManualOutput；當(dāng)由手動模式切為自動模式的瞬間，將當(dāng)前過程值PV_I賦給自動設(shè)定值SetPoint；通過以上做法，可以保證在模式切換時，輸出基本不發(fā)生變化。
梯形圖如下：
15．在梯形圖中調(diào)用子例程“PID0_CTRL”；
PIDx_CTRL模塊各個參數(shù)的意義及范圍：
PV_I——即過程量，為int類型數(shù)據(jù)；
Setpoint_R——即設(shè)定值，為real類型數(shù)據(jù)，范圍0.0~100.0；
Auto_Manual——即手自動切換開關(guān)，bool類型數(shù)據(jù)；
ManualOutput——即手動輸出值，為real類型數(shù)據(jù)，可在手動模式控制回路輸出；范圍0.0~1.0；
Output：即回路輸出，為int類型數(shù)據(jù)；
注意：無擾切換步驟中的PID0_Output并不是PID0_CTRL模塊的輸出 EM0_輸出0，二者的數(shù)據(jù)類型也是不同的，具體可參考幫助文件中的“PID 回路定義表”。? ?
至此，一個PID控制回路搭建完成。下一步按實際工況調(diào)試回路，確定最佳的PID參數(shù)，最終目的是PID回路可根據(jù)內(nèi)部計算控制輸出變化，從而快速準(zhǔn)確的將當(dāng)前過程量調(diào)整到設(shè)定值。
審核編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
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