西门子PLC的PID功能块（FB）介绍

西门子S7-300、S7-400系列PLC用的编程软件STEP7，有PID控制软件包，它含有FB41（CONT_C）、FB42（CONT_S）、FB43（PULSEGEN）功能块（FB），可很方便地用以实现模拟量的PID控制。新版本的这个软件还有温度控制模块，可直接用以对温度量进行PID控制。

图4-46所示为FB41函数块的原理图。图中的符号含义见表4-4。从这些表的数据知，它的功能比PID指令更要强些。

图4-46 FB41函数块的原理图

表4-4 参数含义

（续）

（续）

具体讲，FB41（CONT_C）函数块的特点如下：

1）数据处理用的数据格式为实数（REAL，浮点数），占两个字。除时间常数设定外，其余各项的取值范围多为-100～100。

2）设有很多选择开关，可进行有关的PID控制的结构及工作选定。为在各种情况下使用这个函数块，提供了方便。这些选择是：

①输入选择：输入模块得到的输入值多为十六进制的整数，占12位或16位，最多1个字，2个字节。而PID函数块处理的实际值为实数，2个字。所以，从输入模块取得的数需经转换，PID函数才能处理。这个转换有两个可能的选择：用人工自行转换，转换后赋值给PV（现值）；或由函数块转换。

用函数块转换时，先把PV_PER按下式转换为CRP_IN：

CRP_IN=（PV_PER∗100）/27648

然后，再按下式把CRP_IN转换为PV_NORM：

PV_NORM=CRP_IN∗PV_FAC+PV_OFF(www.xing528.com)

这里的PV_FAC及PV_OFF值应依实际情况，由用户指定。

②PID结构选择：可仅选用P（P_SEL为TRUE）；也可既选用P（P_SEL为TRUE），又选用I（I_SEL为TRUE）；也可PID全选（P_SEL、I_SEL及D_SEL全为TRUE）。

选用积分作用时，还可使积分值保持（INT_HOLD为TRUE），这时，已有的积分值保持不变。

③初始化选择：置COM_RST为TRUE，可使PID控制重起动，其积分值又从积分初值计算。

④手动、自动选择：置MAN为TRUE，可中断PID控制，进入手动控制。这时，控制输出（LMN）可由人工输入确定。

⑤输出选择：输出模块输出值多为12位或16位，最多1个字，2个字节。而PID函数块处理的控制输出（LMN）为实数，2个字。所以，从LMN到输出模块的实际输出，得经过数据转换。这个转换也有两个可能的选择：用人工自行转换；或由函数块转换。

用函数块转换时，先把PV_PER按下式转换为CRP_IN：

CRP_IN=（PV_PER∗100）/27648

然后，再按下式把CRP_IN转换为PV_NORM：

PV_NORM=CRP_IN∗PV_FAC+PV_OFF

这里的PV_FAC及PV_OFF值应依实际情况，由用户指定。

输出值还可作限幅控制。

3）PID参数设定，有比例系数，积分时间常数，微分时间常数，微分作用时延，重起动时积分初值设定以及积分作用保持等功能。

死区处理选择：考虑到在平衡点附近，实际值的小变化有时可忽略。这时可对输入量设一个死区（DEADBANK）。

4）PID计算过程的中间值，如偏差值、微分值、积分值，是可视的，有的，如积分值，还可调整（改变）。这为手动、自动无扰动切换以及实现与其它控制算法相配合的控制提供了方便。

5）调用此函数块时，要指定数据块（DB）供其使用。