五、程序編寫
利用PID向導編寫程序、使溫度保持在給定值,并對PID參數進行整定

六、下載并調試
下載操作在這不做闡述
1、調試說明:
(1) 比例增益:提高調節速度,減小誤差,但不能消除穩態誤差;
參考方法可由小到大單獨調節
(2)積分作用:消除穩態誤差,使系統的動態相應的變慢,積分過大會影響系統的穩定性。調節參考方法:將調節好的比例系數調整到50%--80%;由大到小,增加積分影響
(3)微分作用:超前控制,減少調節時間,對干擾有放大作用
調節方法參考:由小到大單獨調節,并相應調整比例和積分,追求調節偏差的變化率
(4)PID調節方法:先將積分和微分關閉,先調比例,在比例差不多時加上積分,一般情況,比例值越大輸出結果越快;積分越大,輸出結果越慢;微分在調節溫控時使用,一般情況可不用
2、可通過狀態圖表監控并修改給定值、手自動狀態、PWM輸出設置等。
但也可通過PID控制面板進行調試,如下圖所示:

1、給定值和過程值共用圖形左側的縱軸,輸出使用圖形右側的縱軸
2、采樣時間是PID控制回路對反饋采樣和重新計算輸出值的時間間隔(在PID向導配置中更改)
3、速率:設置圖形顯示區所有顯示值的采樣更新速率時間
4、調節參數:增益、積分和微分的當前值
5、如果選擇啟用手動調節,可在計算值中修改PID參數
6、在自動模式下,單擊“啟動”按鈕,啟動自整定,自整定完成后,單擊“更新”按鈕,可把參數寫進CPU中
7、單擊“選項”可進入自整定參數設置(如下圖)

七、PID常見問題
1、 PID向導生成的程序為何不執行?
確保用SM0.0無條件調用PID0_CTRL庫
在程序的其它部分不要再使用SMB34定時中斷,也不要對SMB34賦值
確認當前工作狀態:手動還是自動
2、如何實現PID反作用調節?
在有些控制中需要PID反作用調節。例如:在夏天控制空調制冷時,若反饋溫度(過程值)低于設定溫度,需要關閥,減小輸出控制(減少冷水流量等)這就是PID反作用調節(在PID正作用中若過程值小于設定值,則需要增大輸出控制)
若想實現PID反作用調節,需要把PID回路的增益設為負數。對于增益為0的積分或微分控制來說,如果指定積分時間、微分時間為負值,則是反作用回路。
3、 如何根據工藝要求有選擇地投入PID功能?
可使用"手動/自動"切換的功能。PID向導生成的PID功能塊需要保證每個掃描周期都調用,所以在主程序內使用SM0.0調用。
4、 PID控制不穩定怎么辦?如何調試PID?
閉環系統的調試,首先應當做開環測試。所謂開環,就是在PID調節器不投入工作的時候,觀察:(1)反饋通道的信號是否穩定(2)輸出通道是否動作正常
可以試著給出一些比較保守的PID參數,比如放大倍數(增益)不要太大,可以小于1,積分時間不要太短,以免引起振蕩。在這個基礎上,可以直接投入運行觀察反饋的波形變化。給出一個階躍給定,觀察系統的響應是最好的方法。
如果反饋達到給定值之后,歷經多次振蕩才能穩定或者根本不穩定,應該考慮是否增益過大、積分時間過短;如果反饋遲遲不能跟隨給定,上升速度很慢,應該考慮是否增益過小、積分時間過長……PID參數的調試是一個綜合的、互相影響的過程,實際調試過程中的多次嘗試是非常重要的步驟。
5、沒有采用積分控制時,為何反饋達不到給定?
因為積分控制的作用在于消除純比例調節系統固有的“靜差”。沒有積分控制的比例控制系統中,沒有偏差就沒有輸出量,沒有輸出就不能維持反饋值與給定值相等。所以永遠不能做到沒有偏差。
6、S7-200 SMART控制變頻器,在變頻器也有PID控制功能時,應當使用誰的PID功能?
可以根據具體情況使用。一般來說,如果需要控制的變量直接與變頻器直接有關,比如變頻水泵控制水壓等,可以優先考慮使用變頻器的PID功能。
7、指令塊與向導使用的PID回路號是否可以重復?
不可以重復,使用PID向導時,對應回路的指令塊也會調用,所以指令塊與向導使用的PID回路號不能重復,否則會產生預想不到的結果。
8、同一個程序里既使用PID指令塊又使用向導,PID數目怎樣計算?
使用PID向導時,對應回路的指令塊也會調用,所以PID指令塊與向導一共支持8個。
9、PID指令塊可以在主程序/子程序里調用嗎?
可以,但是不推薦,主程序/子程序的循環時間每個周期都可能不同,不能保證精確的采樣,建議用定時中斷,例如SMB34/SMB35。
10、SMB34定時最大255ms,如果采樣時間是1S怎樣實現?
采樣時間是1S,要求PID指令塊每隔1S調用一次??梢韵茸鲆粋€250ms的定時中斷,然后編程累加判斷每4次中斷執行一次PID指令即可。
11、 PID指令塊怎樣實現手動調節?
可以簡單地使用"調用/不調用"指令的方式控制自動/手動模式。不調用PID指令時,可以手動給輸出地址0.0-1.0之間的實數。