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如果用西门子S7-200 SMART PLC实现PID控制，则需要掌握配置PID向导、调用子程序、创建状态图表测试程序、自整定PID参数等技能。本文会详细介绍西门子S7-200 SMART PID回路控制，如何配置PID向导？如何调用子程序？如何创建状态图表测试程序？如何自整定PID参数？

PID控制器是应用Zui广泛的闭环控制器，它根据给定值与被控变量实测值之间的偏差，按照PID算法计算出控制器的输出量控制执行机构进行调节，使被控量跟随给定量进行变化并使系统达到稳定，自动消除各种干扰对控制过程的影响，其中P、I、D分别指比例、积分、微分。 

PID控制原理图

在西门子S7-200 SMART中，PID控制功能通过PID指令来实现。编程软件STEP7-Micro/WIN SMART提供了PID向导，可以帮助用户组态PID控制和生成PID子程序，方便快捷的完成PID控制编程任务，支持8路PID功能、自动/手动切换以及PID整定。

PID回路向导

STEP7-Micro/WIN SMART还提供了PID整定控制面板，允许以图形方式监视PID回路行为，还可以启动、停止自整定功能。下面我们来进行S7-200 SMART PID回路控制的使用练习：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。

PID整定控制面板

任务描述。本次实验设备中利用温度变送器将0-100℃的温度转换为0-10V的电压信号，送到扩展模块EM AM06的模拟量输入通道2。加热器用Q1.6输出的PWM脉冲来控制。需要说明的是，EM AM06将模拟量输入0-10V电压信号转换为数字量，对应数字范围为0-27648，传送到S7-200 SMART CPU的AI存储器中。

实验任务描述

硬件组态。打开编程软件STEP7-Micro/WIN SMART创建新项目，在项目树中双击CPU打开，根据实际配置CPU选择SR40，扩展模块EM0选择AM06，启用模块电源报警。单击模拟量输入节点下的通道2，通道地址为AIW20，类型组态为电压，范围选择+/-10V，平滑采用默认的4个周期，启用超出上限报警和超出下限报警，单击确定按钮完成硬件组态。

硬件组态

配置PID向导。在工具菜单功能区单击PID按钮打开PID回路向导对话框，选择要组态的回路，Zui多可组态8个回路，这里我们选择回路0。

选择回路0

在左侧的树视图中单击回路0节点，在此定义回路名称。单击参数节点，在此设置回路参数，如果不需要比例作用，增益设置为0.0，如果不需要积分作用，积分时间设置为无穷大值INF，如果不需要微分作用，微分时间设置为0.0，采样时间是PID控制回路对反馈采样以及重新计算输出值的时间间隔，这里我们均采用默认值，后面在实验中进行自整定。

设置回路参数

单击输入节点，在此指定回路过程变量的标定方式，根据外接模拟量输入情况，类型选择単极型，标定选项中设置过程变量范围0到27648，对应回路设定值范围0.0到100.0，该值是给定值占过程变量量程的百分比，在本例中也可以认为是工程量温度值。

设置输入参数

点击输出节点，在此指定回路输出的标定方式，根据外接输出信号类型选择数字量，循环时间即PWM输出的周期，采用默认值0.1秒。

设置输出参数

单击报警节点，在此设定回路报警选项，启用下限报警、上限报警、模拟量输入错误报警，指定报警上下限值以百分比表示，以及模拟量输入模块连接到PLC的位置。

报警参数设置

单击代码节点，在此自定义向导生成的子程序和中断程序的名称，选择添加PID的手动控制，当处于手动模式时不执行PID计算，回路输出由程序控制。单击存储器分配节点，PID向导为完成PID运算需要120个字节的位存储器，为其指定起始地址，要保证程序中没有使用这些存储器，单击建议按钮向导将自动设定当前程序中未用的位存储器，这里我们采用VB0为起始地址。

添加PID手动控制

单击组件节点，在此列出了PID向导生成的组件，包括一个初始化PID的子程序、一个用于循环执行PID功能的中断程序、一个120个字节的数据页以及一个符号表，单击生成按钮完成PID向导配置，向导生成的项目组件添加到了项目中。

项目组件列表

查看向导生成的项目组件。在项目树中展开程序块下的向导文件夹，双击初始化PID子程序打开，该子程序是加密的，可以查看相关的子程序调用说明，变量表列出了子程序的接口参数定义，编程调用时可参考。双击PID功能中断子程序打开，该中断子程序也是加密的，请注意PID向导使用了定时中断0，编程时不能再使用此中断，否则会引起PID运行错误。

查看项目组件

展开符号表下的向导文件夹，双击PID符号表打开，在此可以查看PID回路相关参数的符号及地址信息，不可更改，编程时可参考。展开数据块下的向导文件夹，双击PID数据页打开，该数据页是加密的，在此可以查看PID回路的PID算法相关参数，这样PID向导就配置完成了。

PID符号表

在编程软件STEP7-Micro/WIN SMART的指令树中，展开调用子例程文件夹，选择初始化PID向导子程序拖放到主程序中，该子程序有多个接口参数，切换到该子程序窗口，程序注释中指出需要在每个扫描周期使用SM0.0从主程序中调用该子程序，变量表给出有关接口参数的含义和取值范围。

拖放初始化PID向导子程序

回到主程序窗口，使能端插入一个常开触点，输入地址SM0.0，过程变量参数处输入模拟量输入地址AIW20，设定值参数处输入VD200，Auto_Manual处输入M0.0，ManualOutput处输入50.0，表示用M0.0控制自动与手动模式。配置PID向导时我们已经设置回路为数字量输出，因此手动模式时PID输出占空比为百分之五十，如果配置向导时没有添加PID手动控制，这两项不会出现。