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2.S7-200 SMART CPU最多可以支持8個(gè)PID控制回路（8個(gè)PID指令功能塊）,根據(jù)PID算法自己編程沒有具體數(shù)目的限制，但是需要考慮PLC的存儲空間以及掃描周期等影響。

PID控制是負(fù)反饋閉環(huán)控制，能夠抑制系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)的各種因素所引起的擾動(dòng)，使反饋跟隨給定變化。

根據(jù)具體項(xiàng)目的控制要求，在實(shí)際應(yīng)用中有可能用到其中的一部分，比如常用的是PI（比例－積分）控制，這時(shí)沒有微分控制部分。

PID指令使用的相關(guān)視頻教程鏈接如下：

PID算法在S7-200 SMART中的實(shí)現(xiàn)

PID控制最初在模擬量控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，隨著離散控制理論的發(fā)展，PID也在計(jì)算機(jī)化控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

為便于實(shí)現(xiàn)，S7-200 SMART中的PID控制采用了迭代算法。詳細(xì)的計(jì)算方法請參考《S7-200 SMART系統(tǒng)手冊》中PID指令部分的相關(guān)內(nèi)容。

計(jì)算機(jī)化的PID控制算法有幾個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)K_c（Gain，增益），T_i（積分時(shí)間常數(shù)），T_d（微分時(shí)間常數(shù)），T_s（采樣時(shí)間）。

在S7-200 SMART中PID功能是通過PID指令功能塊實(shí)現(xiàn)。通過定時(shí)（按照采樣時(shí)間）執(zhí)行PID功能塊，按照PID運(yùn)算規(guī)律，根據(jù)當(dāng)時(shí)的給定、反饋、比例－積分－微分?jǐn)?shù)據(jù)，計(jì)算出控制量。

PID功能塊通過一個(gè)PID回路表交換數(shù)據(jù)，這個(gè)表是在V數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的開辟，長度為36字節(jié)。因此每個(gè)PID功能塊在調(diào)用時(shí)需要指定兩個(gè)要素：PID控制回路號，以及控制回路表的起始地址（以VB表示）。

由于PID可以控制溫度、壓力等等許多對象，它們各自都是由工程量表示，因此有一種通用的數(shù)據(jù)表示方法才能被PID功能塊識別。S7-200 SMART中的PID功能使用占調(diào)節(jié)范圍的百分比的方法抽象地表示被控對象的數(shù)值大小。在實(shí)際工程中，這個(gè)調(diào)節(jié)范圍往往被認(rèn)為與被控對象（反饋）的測量范圍（量程）一致。

PID功能塊只接受0.0 - 1.0之間的實(shí)數(shù)（實(shí)際上就是百分比）作為反饋、給定與控制輸出的有效數(shù)值，如果是直接使用PID功能塊編程，必須保證數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之內(nèi)，否則會出錯(cuò)。其他如增益、采樣時(shí)間、積分時(shí)間、微分時(shí)間都是實(shí)數(shù)。

因此，必須把外圍實(shí)際的物理量與PID功能塊需要的（或者輸出的）數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這就是所謂輸入/輸出的轉(zhuǎn)換與標(biāo)準(zhǔn)化處理?！禨7-200 SMART系統(tǒng)手冊》上有詳細(xì)的介紹。

 S7-200 SMART的編程軟件Micro/WIN SMART提供了PID指令向?qū)?/a>，以方便地完成這些轉(zhuǎn)換/標(biāo)準(zhǔn)化處理。除此之外，PID指令也同時(shí)會被自動(dòng)調(diào)用。

 新版編程軟件STEP 7-Micro/WIN SMART內(nèi)置了一個(gè)PID調(diào)試控制面板工具，具有圖形化的給定、反饋、調(diào)節(jié)器輸出波形顯示，可以用于手動(dòng)調(diào)試PID參數(shù)。對于沒有“自整定PID”功能的老版CPU，也能實(shí)現(xiàn)PID手動(dòng)調(diào)節(jié)。 

PID參數(shù)的取值，以及它們之間的配合，對PID控制是否穩(wěn)定具有重要的意義。這些主要參數(shù)是：

• 采樣時(shí)間：
  計(jì)算機(jī)必須按照一定的時(shí)間間隔對反饋進(jìn)行采樣，才能進(jìn)行PID控制的計(jì)算。采樣時(shí)間就是對反饋進(jìn)行采樣的間隔。短于采樣時(shí)間間隔的信號變化是不能測量到的。過短的采樣時(shí)間沒有必要，過長的采樣間隔顯然不能滿足擾動(dòng)變化比較快、或者速度響應(yīng)要求高的場合。

   編程時(shí)指定的PID控制器采樣時(shí)間必須與實(shí)際的采樣時(shí)間一致。S7-200 SMART中PID的采樣時(shí)間精度用定時(shí)中斷（PID向?qū)в肧MB34）來保證。

• 增益（Gain，放大系數(shù)，比例常數(shù)）
  增益與偏差（給定與反饋的差值）的乘積作為控制器輸出中的比例部分。提高響應(yīng)速度，減少誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，當(dāng)比例作用過大時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。
  
• 積分時(shí)間（Integral Time）
  偏差值恒定時(shí)，積分時(shí)間決定了控制器輸出的變化速率。積分時(shí)間越短，偏差得到的修正越快。過短的積分時(shí)間有可能造成不穩(wěn)定。
  積分時(shí)間的長度相當(dāng)于在階躍給定下，增益為“1”的時(shí)候，輸出的變化量與偏差值相等所需要的時(shí)間，也就是輸出變化到二倍于初始階躍偏差的時(shí)間。
  如果將積分時(shí)間設(shè)為最大值，則相當(dāng)于沒有積分作用。
  
• 微分時(shí)間（Derivative Time）
  偏差值發(fā)生改變時(shí)，微分作用將增加一個(gè)尖峰到輸出中，隨著時(shí)間流逝減小。微分時(shí)間越長，輸出的變化越大。微分使控制對擾動(dòng)的敏感度增加，也就是偏差的變化率越大，微分控制作用越強(qiáng)。微分相當(dāng)于對反饋?zhàn)兓厔莸念A(yù)測性調(diào)整。
  如果將微分時(shí)間設(shè)置為0就不起作用，控制器將作為PI調(diào)節(jié)器工作。
• 比例調(diào)節(jié)
  提高響應(yīng)速度，減少誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，當(dāng)比例作用過大時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。 (由小到大單獨(dú)調(diào)節(jié)）
  
• 積分調(diào)節(jié)
  消除穩(wěn)態(tài)誤差，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢，積分時(shí)間越小，積分作用越大 ，偏差得到的修正越快，過短的積分時(shí)間有可能造成不穩(wěn)定。（將調(diào)好的比例增益調(diào)整到50%~80%后，由大到小減小積分時(shí)間）
  
• 微分調(diào)節(jié)
  超前調(diào)節(jié)，能預(yù)測誤差變化的趨勢，提前抑制誤差的控制作用，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。可以改善系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，對噪聲干擾有放大作用，對具有滯后性質(zhì)的被控對象，應(yīng)加入微分環(huán)節(jié)。
  

參考鏈接

用PID指令向?qū)нM(jìn)行PID編程
 PID自整定與PID調(diào)試面板
PID 的自動(dòng)/手動(dòng)切換
PID常見問題