【導讀】分享S7-1200中如何實現PID控制。

概述

【一】PID控制

PID功能用于對閉環過程進行控制。PID控制適用于溫度、壓力和流量等物理量，是工業現場中應用最為廣泛的一種控制方式，其原理是對被控對象設定一個給定值然后將實際值測量出來，并與給定值比較，將其差值送入PID控制器，PID控制器按照一定的運算規律，計算出結果，即為輸出值，送到執行器進行調節，其中的P、I和D指的是比例、積分和微分，是一種閉環控制算法。通過這些參數，可以使被控對象追隨給定值變化并使系統達到穩定，自動消除各種干擾對控制過程的影響。

【一】S7-1200的PID控制

S7-1200 CPU提供了PID控制器回路數量受到CPU的工作內存及支持DB塊數量限制。嚴格上說并沒有限制具體數量，但實際應用推薦客戶不要超過16路PID回路。可同時進行回路控制，用戶可手動調試參數，也可使用自整定功能，提供了兩種自整定方式由PID控制器自動調試參數。另外STEP7 Basic還提供了調試面板，用戶可以直觀的了解控制器及被控對象的狀態。PID控制器功能主要依靠三部分實現，循環中斷塊，PID指令塊，工藝對象背景數據塊。用戶在調用PID指令塊時需要定義其背景數據塊，而此背景數據塊需要在工藝對象中添加，稱為工藝對象背景數據塊。PID指令塊與其相對應的的工藝對象背景數據塊組合使用，形成完整的PID控制器。自軟件 博途V13 起，固件為 4.0 或更高版本的 S7-1200，可以使用 PID_Compact V2.2 指令。S7-1200 在 V4.0 以上，博途 V13 SP1 以上，使用 S7-PLCSIM V13 SP1 可以仿真 PLC 程序，但不支持工藝功能（高速計數器、運動控制、PID 調節）的仿真。

（1）下表顯示了 PID_Compact 的每個版本可用于哪種 CPU：

（2）PID_Compact V2.0 工藝對象典型 CPU 處理時間（取決于 CPU 類型）：

（3）PID_Compact V2.0 工藝對象背景數據塊的存儲器要求：

模擬量閉環控制系統-PID控制的特點：

不需要被控對象的數學模型，結構簡單容易實現，使用方便有較強的靈活性和適應性。

用調試窗口整定PID控制器-調試窗口的功能

1、使用“首次啟動自調節”功能優化控制器

2、使用“運行中自調節”功能優化控制器，可以實現最佳調節

3、用于趨勢視圖監視當前的閉環控制

4、通過手動設置控制器的輸出值來測試過程

審核編輯：湯梓紅