S7-200SMART与PID的应用（二）

  五、程序编写

利用PID向导编写程序、使温度保持在给定值，并对PID参数进行整定

六、下载并调试

下载操作在这不做阐述

1、调试说明：

（1） 比例增益：提高调节速度，减小误差，但不能消除稳态误差；

参考方法可由小到大单独调节

（2）积分作用：消除稳态误差，使系统的动态相应的变慢，积分过大会影响系统的稳定性。调节参考方法：将调节好的比例系数调整到50%--80%；由大到小，增加积分影响

（3）微分作用：超前控制，减少调节时间，对干扰有放大作用

调节方法参考：由小到大单独调节，并相应调整比例和积分，追求调节偏差的变化率

（4）PID调节方法：先将积分和微分关闭，先调比例，在比例差不多时加上积分，一般情况，比例值越大输出结果越快；积分越大，输出结果越慢；微分在调节温控时使用，一般情况可不用

 2、可通过状态图表监控并修改给定值、手自动状态、PWM输出设置等。

     但也可通过PID控制面板进行调试，如下图所示：

1、给定值和过程值共用图形左侧的纵轴，输出使用图形右侧的纵轴

2、采样时间是PID控制回路对反馈采样和重新计算输出值的时间间隔（在PID向导配置中更改）

3、速率：设置图形显示区所有显示值的采样更新速率时间

4、调节参数：增益、积分和微分的当前值

5、如果选择启用手动调节，可在计算值中修改PID参数

 6、在自动模式下，单击“启动”按钮，启动自整定，自整定完成后，单击“更新”按钮，可把参数写进CPU中

7、单击“选项”可进入自整定参数设置（如下图）

七、PID常见问题

1、 PID向导生成的程序为何不执行？

     确保用SM0.0无条件调用PID0_CTRL库

在程序的其它部分不要再使用SMB34定时中断，也不要对SMB34赋值

确认当前工作状态：手动还是自动

2、如何实现PID反作用调节？

     在有些控制中需要PID反作用调节。例如：在夏天控制空调制冷时，若反馈温度（过程值）低于设定温度，需要关阀，减小输出控制（减少冷水流量等）这就是PID反作用调节（在PID正作用中若过程值小于设定值，则需要增大输出控制）

若想实现PID反作用调节，需要把PID回路的增益设为负数。对于增益为0的积分或微分控制来说，如果指定积分时间、微分时间为负值，则是反作用回路。

3、 如何根据工艺要求有选择地投入PID功能？

      可使用'手动/自动'切换的功能。PID向导生成的PID功能块需要保证每个扫描周期都调用，所以在主程序内使用SM0.0调用。

4、 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：（1）反馈通道的信号是否稳定（2）输出通道是否动作正常

       可以试着给出一些比较保守的PID参数，比如放大倍数（增益）不要太大，可以小于1，积分时间不要太短，以免引起振荡。在这个基础上，可以直接投入运行观察反馈的波形变化。给出一个阶跃给定，观察系统的响应是最好的方法。

       如果反馈达到给定值之后，历经多次振荡才能稳定或者根本不稳定，应该考虑是否增益过大、积分时间过短；如果反馈迟迟不能跟随给定，上升速度很慢，应该考虑是否增益过小、积分时间过长……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。 

5、没有采用积分控制时，为何反馈达不到给定？

     因为积分控制的作用在于消除纯比例调节系统固有的“静差”。没有积分控制的比例控制系统中，没有偏差就没有输出量，没有输出就不能维持反馈值与给定值相等。所以永远不能做到没有偏差。

6、S7-200 SMART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。

7、指令块与向导使用的PID回路号是否可以重复？

不可以重复，使用PID向导时，对应回路的指令块也会调用，所以指令块与向导使用的PID回路号不能重复，否则会产生预想不到的结果。

8、同一个程序里既使用PID指令块又使用向导，PID数目怎样计算？

使用PID向导时，对应回路的指令块也会调用，所以PID指令块与向导一共支持8个。

9、PID指令块可以在主程序/子程序里调用吗？

     可以，但是不推荐，主程序/子程序的循环时间每个周期都可能不同，不能保证精确的采样，建议用定时中断，例如SMB34/SMB35。

10、SMB34定时最大255ms，如果采样时间是1S怎样实现?

     采样时间是1S，要求PID指令块每隔1S调用一次。可以先做一个250ms的定时中断，然后编程累加判断每4次中断执行一次PID指令即可。

11、 PID指令块怎样实现手动调节？

      可以简单地使用'调用/不调用'指令的方式控制自动/手动模式。不调用PID指令时，可以手动给输出地址0.0-1.0之间的实数。