西門子S7-200 SMART PLC采用的編程軟件為Step7-Micro/WIN SMART，在該編程軟件中，組態PID控制回路，專門有一個工具，叫PID指令向導（PID Wizard），在編程時，只需要按照向導步驟一步一步操作，可以完成大多數PID功能的編程，編程人員只需要在主程序中調用PID向導生成的子程序，即可完成PID控制程序的組態。該PID向導既可以生成模擬量輸出PID控制算法，也支持開關量輸出；既支持連續自動調節，也支持手動參與控制。建議用戶使用此向導對PID編程，以避免不必要的錯誤。（建議編程時，采用比較新的編程軟件版本）一、 PID向導編程步驟使用以下方法之一打開 PID 向導：●在Micro/WIN SMART中的工具菜單中選擇PID向導：圖1. 選擇PID向導● 在項目樹中打開“向導”文件夾，然后雙擊“PID”，或選擇“PID”并按回車鍵。圖2. 選擇PID向導第一步：定義需要配置的PID回路號在此對話框中選擇要組態的回路。Zui多可組態 8 個回路。在此對話框上選擇回路時，PID 向導左側的樹視圖隨組態該回路所需的所有節點一起更新。圖3. 選擇需要配置的回路第二步：為回路組態命名可為回路組態自定義名稱。此部分的默認名稱是“回路 x”，其中“x”等于回路編號。圖4. 為PID回路命名第三步：設定PID回路參數圖5. 設置PID參數圖5中定義了PID回路參數，這些參數都應當是實數：增益：即比例常數，默認值=1.00。積分時間：如果不想要積分作用可以將該值設置很大（比如10000.0），默認值=10.00。微分時間：如果不想要微分回路，可以把微分時間設為0 ，默認值=0.00。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,，默認值=1.00。在 向導完成后，若想要修改此數，則必須返回向導中修改，不可在程序中或狀態表中修改。第四步：設定回路過程變量圖6. 設定PID輸入過程變量1、指定回路過程變量 (PV) 如何標定。可以從以下選項中選擇：單極性:即輸入的信號為正，如0－10V或0－20mA等雙極性：輸入信號在從負到正的范圍內變化。如輸入信號為±10V、±5V等時選用選用20%偏移：如果輸入為4－20mA則選單極性及此項，4mA是0－20mA信號的20%，所以選20% 偏移，即4mA對應5530，20mA對應27648。溫度 x 10 °C溫度 x 10 °F2、反饋輸入取值范圍在a.設置為單極時，缺省值為0 - 27648，對應輸入量程范圍0 - 10V或0 - 20mA等，輸入信號為正在a.設置為雙極時，缺省的取值為-27648 - +27648，對應的輸入范圍根據量程不同可以是±10V、±5V等在a.選中20% 偏移量時，取值范圍為5530 - 27648，不可改變3、在“標定”(Scaling) 參數中，指定回路設定值 (SP) 如何標定。默認值是 0.0 和 100.0 之間的一個實數。第五步：設定輸入回路輸出選項圖7. 設定PID輸出選項1、輸出類型可以選擇模擬量輸出或數字量輸出。模擬量輸出用來控制一些需要模擬量給定的設備，如比例閥、變頻器等；數字量輸出實際上是控制輸出點的通、斷狀態按照一定的占空比變化，可以控制固態繼電器（加熱棒等）2、選擇模擬量則需設定回路輸出變量值的范圍，可以選擇：單極：單極性輸出，可為0－10V或0－20mA等雙極：雙極性輸出，可為正負10V或正負5V等單極20% 偏移量：如果選中20% 偏移，使輸出為4 - 20mA3、取值范圍：c為單極時，缺省值為 0 到 27648c為雙極時，取值-27648 到27648c為20%偏移量時，取值5530 - 27648 ，不可改變如果選擇了開關量輸出，需要設定此循環周期，如圖7所示：圖8. 設定PID輸出為數字量第六步：設定回路報警選項圖9. 設定回路報警限幅值向導提供了三個輸出來反映過程值(PV)的低值報警、高值報警及過程值模擬量模塊錯誤狀態。當報警條件滿足時，輸出置位為1。這些功能在選中了相應的選擇框之后起作用。1、使能低值報警并設定過程值(PV)報警的低值，此值為過程值的百分數，缺省值為0.10，即報警的低值為過程值的10％。此值Zui低可設為0.01，即滿量程的1%2、使能高值報警并設定過程值(PV)報警的高值，此值為過程值的百分數，缺省值為0.90，即報警的高值為過程值的90％。此值Zui高可設為1.00，即滿量程的3、使能過程值(PV)模擬量模塊錯誤報警并設定模塊于CPU連接時所處的模塊位置。“EM0”就是第一個擴展模塊的位置第七步：定義向導所生成的PID初使化子程序和中斷程序名及手/自動模式圖10. 指定子程序、中斷服務程序名和選擇手動控制向導已經為初使化子程序和中斷子程序定義了缺省名，你也可以修改成自己起的名字。1、指定PID初使化子程序的名字。2、指定PID中斷子程序的名字注意：1）如果你的項目中已經存在一個PID配置，則中斷程序名為只讀，不可更改。因為一個項目中所有PID共用一個中斷程序，它的名字不會被任何新的PID所更改。2）PID向導中斷用的是SMB34定時中斷，在用戶使用了PID向導后，注意在其它編程時不要再用此中斷，也不要向SMB34中寫入新的數值，否則PID將停止工作。3、此處可以選擇添加PID 手動控制模式。在PID手動控制模式下，回路輸出由手動輸出設定控制，此時需要寫入手動控制輸出參數一個0.0－1.0的實數，代表輸出的0％－100％而不是直接去改變輸出值。第八步：指定PID運算數據存儲區圖11. 分配運算數據存儲區PID指令（功能塊）使用了一個120個字節的V區參數表來進行控制回路的運算工作；除此之外，PID向導生成的輸入/輸出量的標準化程序也需要運算數據存儲區。需要為它們定義一個起始地址，要保證該地址起始的若干字節在程序的其它地方沒有被重復使用。如果點擊“建議”，則向導將自動為你設定當前程序中沒有用過的V區地址。第九步：生成PID子程序、中斷程序及符號表等一旦點擊完成按鈕，將在你的項目中生成上述PID子程序、中斷程序及符號表等。圖12. 生成PID子程序、中斷程序和符號表等第十步：配置完PID向導，需要在程序中調用向導生成的PID子程序（如下圖）在用戶程序中調用PID子程序時，可在指令樹的程序塊中用鼠標雙擊由向導生成的PID子程序，在局部變量表中，可以看到有關形式參數的解釋和取值范圍。必須用SM0.0來使能 PIDx_CTRL 子程序，SM0.0 后不能串聯任何其他條件，而且也不能有越過它的跳轉；如果在子程序中調用 PIDx_CTRL 子程序，則調用它的子程序也必須僅使用 SM0.0 調用，以保證它的正常運行此處輸入過程值（反饋）的模擬量輸入地址此處輸入設定值變量地址（VDxx），或者直接輸入設定值常數，根據向導中的設定0.0－100.0，此處應輸入一個0.0－100.0的實數，例：若輸入20，即為過程值的20％，假設過程值AIW0是量程為0－200度的溫度值，則此處的設定值20代表40度（即200度的20％）；如果在向導中設定給定范圍為0.0 - 200.0，則此處的20相當于20度此處用I0.0控制PID的手/自動方式，當I0.0為1時，為自動，經過PID運算從AQW0輸出；當I0.0為0時，PID將停止計算，AQW0輸出為ManualOutput（VD4）中的設定值，此時不要另外編程或直接給AQW0賦值。若在向導中沒有選擇PID手動功能，則此項不會出現定義PID手動狀態下的輸出，從AQW0輸出一個滿值范圍內對應此值的輸出量。此處可輸入手動設定值的變量地址（VDxx），或直接輸入數。數值范圍為0.0-1.0之間的一個實數，代表輸出范圍的百分比。例：如輸入0.5，則設定為輸出的50％。若在向導中沒有選擇PID手動功能，則此項不會出現此處鍵入控制量的輸出地址當高報警條件滿足時，相應的輸出置位為1，若在向導中沒有使能高報警功能，則此項將不會出現當低報警條件滿足時，相應的輸出置位為1，若在向導中沒有使能低報警功能，則此項將不會出現當模塊出錯時，相應的輸出置位為1，若在向導中沒有使能模塊錯誤報警功能，則此項將不會出現第十一步：實際運行并調試PID參數沒有一個PID項目的參數不需要修改而能直接運行，因此需要在實際運行時調試PID參數。查看數據塊以及符號表相應的PID符號標簽的內容，可以找到包括PID核心指令所用的控制回路表，包括比例系數、積分時間等等。將此表的地址復制到狀態表中，可以在監控模式下在線修改PID參數，而不必停機再次做配置。參數調試合適后，用戶可以在數據塊中寫入，也可以再做一次向導，或者編程向相應的數據區傳送參數。二、常見問題做完PID向導后，如何知道向導中設定值，過程值及PID等參數所用的地址？PID已經調整合適，如何正式確定參數？可以在數據塊中直接寫入參數。做完PID向導后，能否查看PID生成的子程序，中斷程序？PID向導生成的子程序，中斷程序用戶是無法看到的，也不能對其進行修改。沒有密碼能夠打開這些子程序，一般的應用也沒有必要打開查看。PID參數有經驗值嗎？每一個項目的PID 參數都不一樣，沒有經驗參數，只能現場調試獲得。我的PID向導生成的程序為何不執行？必須保證用SM0.0無條件調用PID0_CTRL程序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。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，所以建議在主程序內使用SM0.0調用。