一、S7-1200/1500 PID概述

（1）什么是 PID？

PID 功能用于對閉環過程進行控制。

PID 控制適用于溫度，壓力，流量等物理量，是工業現場中應用Zui為廣泛的一種控制方式。

PID 控制原理是：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,D 指的是比例(P)，積分(I)，微分(D)，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(見下圖）。

（2）PID 含義解釋

P:比例（proportion）對輸入與反饋值偏差進行比例調節控制，調節情況要根據 P 參數確定，太大會造成震蕩，太小又會造成調節太慢，由于沒有誤差時輸出為零，因此比例調節不可能完全消除誤差，不可能使被控的 PV 值達到給定值，這里就需要加積分控制。（設定范圍：P=0%-）

I: 積分（integral）對某一恒定的誤差進行積分，令其積分“I”秒后，達到 SV 值， I 就定義為積分時間。但由于實際系統是有慣性的，輸出變化后，PV 值不會馬上變化， 須等待一段時間才緩慢變化，因此積分的快慢必須與實際系統的慣性相匹配，慣性大、積分作用就應該弱，積分時間 I 就應該大些，反之而然。比如：積分時間設為 1 秒， 則輸出變化 所需時間為 1 秒。積分單位為秒 S。

D:微分（derivative）單位為秒 S，比例作用和積分作用是事后調節(即發生誤差后才進行調節)，而微分作用則是事前預防控制，即一發現 PV 有變大或變小的趨勢，馬上就輸出一個阻止其變化的控制信號，以防止出現過沖或超調等,D 只能作為輔助調節作用。

1.輸入設定值 r（t）（INPUT)：

如：0.0-100.0℃；0.0-10.0Mpa；0.0-80.0L/Min 等等

2.輸出控制實際值 u（t）（OUTPUT)：

如：0-10VDC; Q0.1; 0-100等等

3.輸出反饋實際值 y（t）（OUTPUT)：

如：0.0-100.0℃；0.0-10.0Mpa；0-10VDC 等等；

（3）PID 圖解

比例作用，積分作用和微分作用的定位關系是：

1.比例作用是主要調節作用，起主導作用。

2.積分作用是輔助調節作用；

PID 應用說明：

1.在以前，由于電子技術沒有現在發達，所以 PLC、儀表等的 PID 功能較弱，很多時候PID

參數是由工程師按照經驗調試出來的。

2.現在幾乎所有 PLC、智能控制儀表等均有良好的 PID 自整定與優化功能，幾乎不用人工參與，

而卻速度非?？?，效果也非常好，SIEMENS S7-1200/1500PLC 也有較好的 PID 應用功能。

（4）一些 PID 專業術語的含義說明

■ 過程值：就是當前實際值（ 傳感器變送輸出的模擬量信號接入 PLC 模塊后的標定值

如：0.0-100.0；如果是通訊數據，則是通過程序轉換后得到與實際過程值一致的數據，

如：0.0-100.0），過程值一般就是指標定值。

■ 輸出值：就是PLC 通過PID 運算后輸出的一個百分數值（0.0%-),不會超過 ，

這個值由 PID 調節器控制。

■ 過程值限值：就是過程值Zui大/Zui小允許的值，這個值Zui大值大于標定Zui大過程值，Zui小

值小于Zui小標定過程值，超過就會觸發 PID 控制器報警錯誤（代碼w#16#001）

■ 過程值監視：這個值大于過程值Zui小值，小于過程值Zui大值這個值主要起到中間報警作用， 就是

提醒作用，有開關量輸出功能。

■ PID 控制器數據：所有 PID 數據均可在 PID 工藝對象數據塊里面找到。

（5）其他：

1.PID_Compact 功能指令通過實際測試，證明完全可以控制溫度、壓力等信號，在溫度遲滯 性非常大的情況下測試證實：精度為 1.16%，基本能夠滿足大部分應用環境需要。

2.循環中斷時間為添加循環中斷后對指定兩次中斷的間隔時間，PID 控制器采樣時間：

sRet.r_Ctrl_Cycle 是控制器兩次計算之間的間隔時間。PID 控制器的采樣時間是循環中斷 時間的整數倍。若用戶使能自整定擇系統會自動計算 sRet.r_Ctrl_Cycle 參數，若用戶使用 手動方式設定，則一定要注意此參數為循環中斷時間的整數倍。