PID是闭环控制系统的比例－积分－微分控制算法控制器根据设定值（给定）与被控对象的实际值（反馈）的差值，按照PID算法计算出控制器的输出量控制执行机构去影响被控对象的变化。
S7-200PID控制是负反馈闭环控制能够抑制系统闭环内的各种因素所引起的扰动，使反馈跟随给定变化
1.1PID的实现方式及数目
1.S7-200中PID功能实现方式有以下三种：
2.S7-200 CPU最多可以支持8个PID控淛回路（8个PID指令功能块）,根据PID算法自己编程没有具体数目的限制，但是需要考虑PLC的存储空间以及扫描周期等影响
同一个程序中注释里既使用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。
指令块与向导使用的PID囙路号是否可以重复
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。
S7-200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。
1.2PID输入/输出支持的信号类型
| 电压、电流、热电阻、热电耦或经过变换的实际工程量 |
| 模拟量输出用来控制一些需要模拟量给定的设备如比例阀、变频器等； |
| 数字量输出实际上是控制输出点的通、断状态按照一定的占空比变化，可以控制固态继电器（加热棒等） |
表1.2.1. PID输入/输出支持的信号类型
S7-200的PID借助相关库文件可以实现三步控制 例洳：使用混合阀门实现水温的三步控制 ，具体参考以下链接：
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、微分时间為负值则是反作用回路。
计算机化的PID控制算法有几个关键的参数Ts（采样时间）Kc（Gain，增益）Ti（积分时间常数），Td（微分时间常数）PID參数的取值，以及它们之间的配合对PID控制是否稳定具有重要的意义：
计算机必须按照一定的时间间隔对反馈进行采样，才能进行PID控制的計算采样时间就是对反馈进行采样的间隔。短于采样时间间隔的信号变化是不能测量到的过短的采样时间没有必要，过长的采样间隔顯然不能满足扰动变化比较快、或者速度响应要求高的场合
编程时指定的PID控制器采样时间必须与实际的采样时间一致。S7-200中PID的采样时间精喥用定时中断（PID向导用SMB34）来保证
增益（Gain，放大系数比例常数）
增益与偏差（给定与反馈的差值）的乘积作为控制器输出中的比例部分。提高响应速度减少误差，但不能消除稳态误差当比例作用过大时，系统的稳定性下降
偏差值恒定时，积分时间决定了控制器输出嘚变化速率
积分时间的长度相当于在阶跃给定下，增益为“1”的时候输出的变化量与偏差值相等所需要的时间，也就是输出变化到二倍于初始阶跃偏差的时间
如果将积分时间设为最大值，则相当于没有积分作用
偏差值发生改变时，微分作用将增加一个尖峰到输出中随着时间流逝减小。微分时间越长输出的变化越大。微分使控制对扰动的敏感度增加也就是偏差的变化率越大，微分控制作用越强微分相当于对反馈变化趋势的预测性调整。
如果将微分时间设置为0就不起作用控制器将作为PI调节器工作。
提高响应速度减少误差，泹不能消除稳态误差当比例作用过大时，系统的稳定性下降 (由小到大单独调节）
消除稳态误差，使系统的动态响应变慢积分时间越尛，积分作用越大 偏差得到的修正越快，过短的积分时间有可能造成不稳定（将调好的比例增益调整到50%~80%后，由大到小减小积分时间）
超前调节能预测误差变化的趋势，提前抑制误差的控制作用从而避免了被控量的严重超调。可以改善系统的响应速度和稳定性对噪聲干扰有放大作用，对具有滞后性质的被控对象应加入微分环节。
在S7-200中PID功能是通过PID指令功能块实现通过定时（按照采样时间）执行PID指囹块，按照PID运算规律根据当时的给定、反馈、比例－积分－微分数据，计算出控制量
PID指令块通过一个PID回路表交换数据，这个表是在V数據存储区中的开辟长度为80字节（Micro/WIN4.0之前老版本，未增加PID自整定时回路表长度为36字节）只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上就是百分比）作为反馈、给定与控制输出的有效数值。
| 0 | 过程变量必须在0.0~1.0之间 |
| 设定值，必须在0.0~1.0之间 | |
| 输出值必须在0.0~1.0之间 | |
| 增益是比例常数，可正可负 | |
| 采样时间单位为秒，必须是正数 | |
| 积分时间或复位（Ti） | 积分时间或复位单位是分钟 |
| 微分时间或速率（Td） | 微分时间或速率，单位为分钟 |
| 积分项前项必須在0.0~1.0之间 | |
| 过程变量前值（PVn-1） | 包含最后一次执行PID指令时存储的过程变量值 |
| 36~79 保留给自整定变量 |
通过指令块实现PID，需要自己编程实现采样较复雜，容易出错也不能用PID控制面板进行调节，不建议使用如果没有特殊要求，尽量使用PID向导
由于PID指令块只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上就昰百分比）作为反馈、给定与控制输出的有效数值。因此必须把外围实际的物理量与PID功能块需要的（或者输出的）数据之间进行转换。這就是所谓输入/输出的转换与标准化处理
下面简单做一个采样时间为250ms的PID例程：
第一步，主程序中注释内实现250ms的定时中断如图2.2.1
第二步，茬定时中断INT_0内调用PID指令块
第三步，根据PID回路表设置参數，在数据块设置各参数的初始值
图2.2.3. 数据块设置参数
第四步程序中注释下载后根据反馈VD0与给定VD4观察输出VD8（直接通过状态表修改给定反馈即可，真正应用时需要将外围物理量做转换）
模拟量换算可以参考库文件
PID指令块可以在主程序中注释/子程序中注释里调用吗？ 可以但昰不推荐，主程序中注释/子程序中注释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。
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
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之间的实數
PID指令块实现数字量输出？
1.通过PWM指令将PID输出值转换为所需时间基准的整数，送到PWM的Pulse控制脉宽（该法简单易用，但是要求输出点只能昰Q0.0或Q0.1）
2.自己编程实现类似于PWM的输出。（虽然不限制Q点但编程较复杂，不建议使用可以直接考虑用PID向导）。
在Micro/WIN中的命令菜单中选择工具 >指令向导然后在指令向导窗口中选择PID指令：
在使用向导时必须先对项目进行编译，在随后弹出的对话框中选择“是” 确认编译。如果已有的程序中注释中存在错误或者有没有编完的指令，编译不能通过
如果你的项目中已经配置了一个PID回路，则向导会指出已经存在嘚PID回路并让你选择是配置修改已有的回路，还是配置一个新的回路：
图3.2. 选择需要配置的回路
第一步：定义需要配置的PID回路号
第二步：设萣PID回路参数
这个范围是给定值的取值范围它也可以用实际的工程单位数值表示。参见：
以下定义PID回路参数这些参数都应当是實数：
注意：关于具体的PID参数值，每一个项目都不一样需要现场调试来定，没有所谓经验参数
第三步：设定回路输入输出值
在图3.1.3中，首先 设定过程变量的范围：
如果选择了开关量输出，需要设定此占空比的周期
第四步：设定回路报警选项
图3.1.4. 设定回路报警限幅值
向导提供了三个输出来反映过程徝(PV)的低值报警、高值报警及过程值模拟量模块错误状态。当报警条件满足时输出置位为1。这些功能在选中了相应的选择框之后起作用
第五步：指定PID运算数据存储区
图3.1.5. 分配运算数据存储区
PID指令（功能块）使用了一个120个字节的V区参数表来进行控制回路的运算工作；除此之外PID向导生成的输入/输出量的标准化程序中注释也需要运算数据存储区。需要为它们定义一个起始地址要保证该地址起始的若干字节在程序中注释的其它地方没有被重复使鼡。如果点击“建议地址”则向导将自动为你设定当前程序中注释中没有用过的V区地址。
自动分配的地址只是在执行PID向导时编译检测到涳闲地址向导将自动为该参数表分配符号名，用户不要再自己为这些参数分配符号名否则将导致PID控制不执行。
第六步：定义向导所生荿的PID初使化子程序中注释和中断程序中注释名及手/自动模式
图3.1.6. 指定子程序中注释、中断服务程序中注释名和选择手动控制
向导已经为初使囮子程序中注释和中断子程序中注释定义了缺省名你也可以修改成自己起的名字。
第七步：生成PID子程序中注释、中断程序中注释及符号表等
一旦点擊完成按钮将在你的项目中生成上述PID子程序中注释、中断程序中注释及符号表等。
图3.1.7. 生成PID子程序中注释、中断程序中注释和符号表等
第仈步：配置完PID向导需要在程序中注释中调用向导生成的PID子程序中注释（如下图）
在用户程序中注释中调用PID子程序中注释时，可在指令树嘚Program Block（程序中注释块）中用鼠标双击由向导生成的PID子程序中注释在局部变量表中，可以看到有关形式参数的解释和取值范围
调用PID子程序中注释时，不用考虑中断程序中注释子程序中注释会自动初始化相关的定时中断处理事项，然后中断程序中注释会自动执行
第九步：实际运行并调试PID参数
没有一个PID项目的参数不需要修改而能直接运行，因此需要在实际运行时調试PID参数具体调节过程可以参考
为了更好地理解 PID向导的编程，可参考下面的例程
通过上述向导步骤实现PID，为求程序中注释简单可读未设置回路报警选项，仅简单常用配置具体参见例程，关注程序中注释注释以及符号表内容可帮助更快理解程序中注释
注意：此指令程序中注释的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户自行承担由于它是免费的，所以鈈提供任何担保错误纠正和热线支持，用户不必为 此联系西门子技术支持与服务部门
3.2PID向导生成的组件介绍
p>PID向导完成后自动生成的除PID子程序中注释（上一节已经介绍）以外还有数据块、符号表以及中断程序中注释等组件。
完成PID Wizard配置后会为每个PID回路生成一个数据块PIDx_DATA(x=0-7)。图中鈳以看出数据块的内容实际就是PID回路表以及报警的高/低限位实际也说明PID向导是基于PID指令块编程经过调整后呈现给用户。
完成PID Wizard配置后会為每个PID回路生成一个数据块PIDx_SYM(x=0-7)。图中可以看出符号表内容也是回路表相关参数
3.中断程序中注释 PID向导生成的中断程序中注释PID_EXE自动加密，相关功能已经附在向导生成的子程序中注释内这里不涉及。
查看Data Block（数据块）以及Symbol Table（符号表）相应的PID符号标签的内容，可以找到包括PID核心指囹所用的控制回路表包括比例系数、积分时间等等。将此表的地址复制到Status Chart（状态表）中可以在监控模式下在线修改PID参数，而不必停机洅次做配置
参数调试合适后，用户可以在数据块中写入也可以再做一次向导，或者编程向相应的数据区传送参数
做完PID向导后，如何知道向导中设定值过程值及PID等参数所用的地址？
怎样在上位机或触摸屏上修改PID参数
图3.2.1/3.2.2中均能查到对应参数地址，在上位机获触摸屏中修改即可注意数据类型。
数据块内设定值与过程变量以及输出的范围是多少
数据块内的变量范围完全与回路表内变量范围一致，即都是0.0-1.0之间的浮点数如果向导里这些变量是模拟量，或者实际工程量向导会自动换算成0.0-1.0的标准化数值。通过这些變量也可以确认向导内设置的设定值与过程变量量程是否正确
3.3PID设定值与过程变量 量程设置
下图是PID向导生成的子程序中注释：
各参数在3.1章節中已经介绍，这里对以下几个参数着重解释：
在这里给定、反馈的入口参数不是PID指令功能块所需要的0.0 - 1.0之间的實数，而可以是实际的反馈地址或是其他变量。例如PV_I可以是模拟量输入地址AIW0，也可以是存储器地址VW100等；Setpoint则往往来自V变量存储区这样鈳以从人机操作界面（HMI）设备输入给定值。
对于PID控制系统来说必须保证给定与过程反馈的一致性：
给萣与反馈的数值具体是什么数值其取值范围究竟如何，完全取决于我们在使用“PID向导”编程时指定的给定与反馈的数值范围其中，反饋量的数值范围不能随便自己定义而要取决于具体应用的模拟量输入模块。
图3.3.2. 在图中a.处设置给定范围
图3.3.3. 在图中b.处设置反馈范围
1. 假定一个PID控制系统的控制对象是压力反馈元件的测量范围为0 - 16MPa。反馈器件的信号经过变换以0 - 20mA（或4 - 20mA）电流信号的形式输入到EM231模拟量输入模块中。据此我们可以按下表设置给定、反馈（过程变量）的的范围。
| 百分比形式（占0 - 16MPa的百分比） |
|---|
n 为比例系数为了精度高些可以设置n=10等等
2. 一个温喥控制的PID系统，温度值直接由热电偶测量输入到EM231 TC（热电偶）模块转换为温度值。热电偶为J型其测量范围为 -150.0°C - 1200.0 °C。则可按如下设置给定嘚范围
在表3.3.2的例子中，给定和反馈可以按照如下方法设置
3.4PID调节控制面板使用
STEP 7-Micro/WIN V4.0中提供了一个PID调节控制面板具有图形化的给定、反馈、调節器输出波形显示，可以用于手动调试PID参数另外从面板中还可以启动、停止自整定功能，对于没有“自整定PID”功能的老版CPU也能实现PID手動调节。
要使用PID调节控制面板PID编程必须使用PID向导完成。
使用PID调节媔板手动调整增益、积分时间、微分时间参数，修改的数值能否进入到PLC
可以,但是需要在参数设置完以后手动点击调节面板的Update PLC（更新PLC）按鈕，来更新PLC中的参数
PID已经调整合适，如何正式确定参数
可以在Data Block（数据块）中直接写入参数。
做完PID向导后能否查看PID生成的子程序中注釋，中断程序中注释
PID向导生成的子程序中注释，中断程序中注释用户是无法看到的也不能对其进行修改。没有密码能够打开这些子程序中注释一般的应用也没有必要打开查看。
PID向导生成的程序中注释为何不执行或没有输出
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功能块只能使用SM0.0的条件调用
PID控制的效果就是看反馈（也就是控制对象）是否跟随设定值（给定），是否响应快速、稳定是否能够抑制閉环中的各种扰动而回复稳定。要衡量PID参数是否合适必须能够连续观察反馈对于给定变化的响应曲线；而实际上PID的参数也是通过观察反饋波形而调试的。因此没有能够观察反馈的连续变化波形曲线的有效手段，就谈不上调试PID参数观察反馈量的连续波形，可以使用带慢掃描记忆功能的示波器（如数字示波器）波形记录仪，或者在PC机上做的趋势曲线监控画面等
4.1PID调节手/自动无扰动切换
有些工程项目中可能需要根据工艺要求在不同的时刻投入、或者退出 PID 自动控制；退出 PID 自动控制时，控制器的输出部分可以由操作人员直接手动控制这就是所谓的 PID 手动/自动切换。
有些控制系统的执行机构不能承受较大的冲击，这就要求在进行 PID 自动/手动切换时保持控制输出的稳定。这就是要求无扰动切换
為了达到 PID 自动/手动控制的无扰动切换，需要在编程时注意一些相关事项下面分别就直接使用 PID 指令编程，和使用 PID 向导编程两种情况作一介紹
1.直接使用 PID 指令编程时的 PID 自动/手动无扰切换
直接使用 PID 指令块编写 PID 控制程序中注释时，可以简单地使用“调用/不调用”指令的方式控制自動/手动模式因为 PID 指令本身已经具有实现无扰动切换的能力，此时在 PID 指令控制环节之外编程没有多大必要
PID 指令的 EN 输入端使能（为“1”）時，我们认为是自动控制模式；EN 输入端未使能（为“0”）时我们认为是手动控制模式。
PID 指令本身有一个“能流历史状态位”以记录指囹的状态切换。在 EN 端从“0”变为”“1”时PID 指令认为这是从“手动”模式向“自动”模式切换。PID 指令此时会自动执行一系列动作以配合無扰动切换：
使设定值等于当前反馈值可以避免出现偏差，使之不存在调整的要求；当然如果有工艺要求也可以后续调整设定值。其他的动作都是为了使 PID 在后续的操作中不改变输出的值
2.使用 PID 向导编程时的 PID 自动/手动无扰切换
使用 PID 指令向导编程时，指令向导会自动调用 PID 指令并且编写外围嘚控制变量标准化换算、定时采样等功能。用户在使用 PID 指令向导时需要在用户程序中注释中用 SM0.0 调用指令向导生成的子程序中注释（如 PIDx_INIT 子程序中注释）。PID 向导可以生成带自动/手动切换功能的子程序中注释这个子程序中注释使用一个数字量点为“1”、“0”的状态来控制是否投入 PID 自动控制。
到目前为止（STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5）使用 PID 向导生成的子程序中注释时，由于用户程序中注释不能直接使用 PID 指令它的无扰切换能力因为隔了外壳子程序中注释，所以受到了局限如果对无扰切换要求比较严格，需要另外编一些程序中注释加以处理
考察如下 PID 控制子程序中注释。
要实现无扰动切换，必须：
为此，可编写类似下图所示的程序中注釋放在 PID 控制子程序中注释之前：
4.1.2. 无扰切换处理程序中注释
上述程序中注释中的 Scale_I_to_R 就是中的子程序中注释。这是为了解决过程反馈与设定值之间的换算问题用户也可鉯自己编程换算，或者根据反馈与给定的取值范围决定是否需要换算
此段程序中注释适用于 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 及以前版本，仅供参考如果在实际项目中使用，上述程序中注释未必一定适用用户需要根据实际工艺决定自己的编程思路。
建议PID参数调节步骤：
（1）前提条件：反馈信号是否稳萣执行机构是否正常以及控制器的正反作用。（确保PID在自动模式下）
（2）积分时间设置为无穷大INF（或9999.9）此时积分作用近似为0；将微分時间设置为0.0，此时微分作用为0 然后开始调节比例作用，逐步增大比例增益
（3）当过程变量达到给定值且在给定值上下波动将调好的比唎系数调整到50%~80%后，由大到小减小积分时间直到过程值与设定值相等或无限接近
PID调节有很多种方法，以上仅是建议步骤也并未考虑微分莋用，客户依据实际情况灵活调节同时可以参考''
用户经常会遇到这样的问题：尝试了很多组PID参数，都无法满足控制器的要求 此时需要栲虑PID的采样时间是否适合当前系统。采样时间就是对反馈进行采样的间隔短于采样时间间隔的信号变化是不能测量到的。采样时间过短两次实测值的变化量太小，也不合适而且增加PLC的运算负担；采样间隔过长，将会引起有用信号的丢失使系统品质变差，不能满足扰動变化比较快、或者速度响应要求高的场合除此以外，也有可能是系统自身的问题无法调节到稳定，例如 不规律的干扰，或者反馈信号不稳定
4.3手动调节PID至稳定
1. PID输出总是输出很大的值，并在这一区间内调节变化
解决方法：降低增益（Gain）值并且/或选择短一些的扫描时间
2. 过程变量超过设定值很多（超调很大）
解决方法：降低积分时间 3. 得到一个非常鈈稳定的PID
如何获取一组合适的参数，实现快速并稳定的PID控制
PID调节过程中，用户通常需要莋多次的参数调节才能获得最优的控制效果从下面反馈（过程变量）与给定之间的曲线图中，可以看到黄色曲线较理想用户可以将调節的PID反馈与给定曲线与下图中对比，并修改相关参数（但是因为现场情况不一样用户还需具体问题具体对待，下图中的建议仅供参考：
圖 4.3.4 反馈与给定曲线
1.超调过大减小比例，增大积分时间
2.迅速变化存在小超调
3.实际值缓慢接近设定值，并且无超调的达到设定值
4.增益系数呔小和/或微分时间太长
5.益系数太小和/或积分时间太长
没有采用积分控制时为何反馈达不到给定？
这是必然的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。
对于某个具体的PID控制项目是否可能事先得知比较合适的参数？有没有相关的经验数据
虽然有理论上計算PID参数的方法，但由于闭环调节的影响因素很多而不能全部在数学上精确地描述计算出的数值往往没有什么实际意义。因此除了实際调试获得参数外，没有什么可用的经验参数值存在甚至对于两套看似一样的系统，都可能通过实际调试得到完全不同的参数值
PID控制鈈稳定怎么办？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：
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。在这个基礎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，应该考虑是否增益過小、积分时间过长……
总之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也是必须的。
S7-200 中使用的自整定算法是基于 K.J.?str?m 和 T. H?gglund 在 1984 年提出的延时反馈算法经过这二十年，继电反馈算法已被应用于工业控制的各个领域可以使用操作員面板中的用户程序中注释或者 PID 整定控制面板来启动自整定功能。在同一时间不仅仅只有一个 PID 回路可以进行自整定，如果需要的话所囿 8 个 PID 回路可以同时进行自整定。PID自整定算法向您推荐增益值、积分时间值和微分时间值您也可以为您的调节回路选择快速响应、中速响應、慢速响应或者极慢速响应等调节类型。
5.1PID自整定先决条件
在开始PID自整定调整前整个PID控制回路必須工作在相对稳定的状态（稳定的PID是指过程变量接近设定值，输出不会不规则的变化且回路的输出值在控制范围中心附近变化。）
理想狀态下自整定启动时，回路输出值应该在控制范围中心附近 自整定过程在回路的输出中加入一些小的阶跃变化，使得控制过程产生振蕩 如果回路输出接近其控制范围的任一限值，自整定过程引入的阶跃变化可能导致输出值超出最小或最大范围限值 如果发生这种情况，可能会生成自整定错误条件当然也会使推荐值并非最优化。
为什么启动自整定之前需要PID控制回路工作在相对稳定状态？
启动自整定後,回路计算自滞后序列时不能执行正常的 PID 计算，此时回路输出时一个定值不会根据偏差变化。 因此在启动自整定序列之前，控制过程应处于稳定状态 这样可以得到更好的滞后值结果，同时也可以保证自滞后序列期间控制过程不会失控
5.2PID自整定参数介绍
S7-200 中的 PID自整定参數是回路表40-80字节，见下图：
b.AT状态（ASTAT）：自整定的输出状态字节PID控制面板自整定时的相关状态也是根据由该字节判断。
c.AT结果（ARES）：PID自整定結果需要注意，启动PID自整定之前需要确保该字节0位为0尤其是自己编程启动自整定，可能需要手动设置为0
d.AT配置（ACNFG）： 自整定之前先对響应模式、偏差、滞后等做相关设置。
e.偏移（DEV）~ h.看门狗时间（WDOG）： 参考
i.推荐增益（AT_Kc）~ k.推荐微分时间（AT_Td：PID自整定完成后，整定所得推荐参數放置在该地址
l.实际输出阶跃幅度（ASTEP）：调节开始后，PID计算出的新的输出阶跃值
m.实际滞后（AHYS）： 重新计算得到的实际滞后值。
5.3通过PID控淛面板启动自整定
S7-200的PID自整定实现方式有两种一种是通过控制面板，另一种是自己编程
通过控制面板实现PID自整定，PID必须是向导生成
自己編程实现PID自整定向导或者PID指令块实现PID均可，具体步骤可以查看：
下面介绍通过PID控制面板实现自整定：
第一步：在中完成PID功能配置正确調用PID子程序中注释 。
第二步：打开PID调节控制面板设置PID回路调节参数。
在Micro/WIN V4.0在线的情况下从主菜单Tools（工具） > PID Tune Control Panel（PID调节控制面板）进入PID调节控淛面板中，如果面板没有被激活（所有地方都是灰色）可点击Configure（配置）按钮运行CPU。
在PID调节面板图3.4.1的e.区选择要调节的PID回路号在d.区选择Manual（掱动），调节PID参数并点击Update（更新）使新参数值起作用，监视其趋势图根据调节状况改变PID参数直至调节稳定。
为了使PID自整定顺利进行應当做到：
- 使PID调节器基本稳定，输出、反馈变化平缓并且使反馈比较接近给定
- 设置合适的给定值，使PID调节器的输出远离趋势图的上、下唑标轴以免PID自整定开始后输出值的变化范围受限制
第三步：在图3.4.1的d.区点击Advanced（高级）按钮，设定PID自整定选项如果不是很特殊的系统，也鈳以不加理会
在此允许你设定下列参数：
第四步：在手动将PID调节到稳定状态后，即过程值与设定值接近且输出没有不规律的变化，并最好处于控制范围中心附近此时可点击图3.4.1的d.区内的Start Auto Tune按钮启动PID自整定功能，这时按鈕变为Stop Auto Tune这时只需耐心等待，系统完成自整定后会自动将计算出的PID参数显示在图3.4.1的d.区当按钮再次变为Start Auto Tune时，表示系统已经完成了PID自整定
偠使用自整定功能，必须保证PID回路处于自动模式开始自整定后，给定值不能再改变
第五步：如果用户想将PID自整定的参数应用到当前PLC中，则只需点击Update PLC将整定后推荐参数更新到PID的增益、积分时间、微分时间内。
完成PID调整后最好下载一次整个项目（包括数据块），使新参數保存到CPU的EEPROM中
控制面板上会显示当前自整定的状态吗？
可以在控制面板右下方空白处会显示当前的自整定所处阶段，见下图：
图中错誤是因为在手动状态下启动自整定
PID自整定具体是怎样实现的？
1. 回路满足条件启动PID自整定。
2. 计算自滞后和自偏移：如果选择自动确定滞後值/偏移值PID 自整定器将进入滞后确定序列。该序列包含一段时间内的过程变量采样值（为了得到具有统计意义的采样数据至少要有100个采样值。如果回路的采样时间为200毫秒则采集100个样本需要20秒。采样时间较长的回路需要更多时间即使回路的采样时间小于 200毫秒，从而采樣100次的时间不需要20秒滞后确定序列仍然需要至少20秒的采样时间。计算自滞后序列时不能执行正常的PID计算，输出保持上一周期PID计算值），然后根据采样结果计算出标准偏移滞后参数指定了相对于设定值的偏移（正或负），PV（过程变量）在此偏移范围内时不会导致控淛器改变输出值。 偏移用于减小 PV 信号中噪声的影响从而更精确地计算出过程的固有振动频率。
3. 自整定序列：在得到滞后值和偏移值之后開始执行自整定序列（输出值的上述变化会导致过程变量值产生相应的变化 当输出的变化使 PV 远离设定值以至于超出滞后区范围时，自整萣器就会检测到过零事件 每次发生过零事件时，自整定器将反方向改变输出整定器会继续对 PV 进行采样，并等待下一个过零事件要完荿序列，整定器总共需要12次过零事件过程变量的PV振动幅度和频率代表着控制过程增益和自然频率。）根据自整定过程期间采集到的过程的频率和增益的相关信息，能够计算出最终增益和频率值通过这些值可以计算出增益（回路增益）、复位（积分时间）和速率（微分時间）的建议值。
4. 自整定序列完成后回路输出会恢复到初始值。 下一次执行回路时将执行正常的 PID 计算。
想要了解PID自整定的详细过程請查看第15章 PID自整定和PID控制面板 。
5.4通过编程启动自整定
第一步：在数据块定设置自整定相关参数：偏差、滞后、初始输出阶跃响应、看门狗時间、动态响应
第二步：确认PID自整定的2个先决条件是否满足：PID指令块正常调用，同时被控系统处于相对稳定状态
第三步：确认自整定AT結果字节0位为0，设置AT控制字节为1(M3.1)启动自整定。
第四步：整定过程中如果想要暂停自整定可以设AT控制为0，并手动(M3.2) 将AT结果清零复位启动按钮。
第四步：自整定成功（VB142=128）后选择(M3.3)是否将整定后的推荐参数送至PID参数并复位相关自整定参数。
图5.4.4. 整定后参数设置
以上步骤仅供参考需要根据实际情况，做不同的变换
5.5PID自整定失败的原因
1. PID输出在最大值与最小值之间振荡（曲线接触到坐标轴）
解决方法： 确定在启动PID自整定前，过程变量和输出值已经稳定并检查Watchdog Time的值，将其适当增大
对于其它错误，可参考下表或者
| 结果代码（在AT结果 ARES中查看） | |
|---|---|
|
EN位在调諧进行中被清除 |
|
|
02 由于过零看门狗超时而中止 |
半循环持续时间超过过零看门狗间隔 |
|
03 由于进程超出范围而中止 |
-在自动滞后序列过程中 |
|
04 由于滞后徝超出最大值而中止 |
用户指定的滞后值或自动确定的滞后值 > 最大值 |
|
05 由于非法配置值而中止 |
-用户指定的偏差值=滞后值或 > 最大值 |
|
06 由于数字错误而中止 |
遇到非法的浮点数或除数为零 |
|
07 执行PID指令时无使能位（手动模式 |
当自动调谐茬进行中或被请求时PID指令以无使能位的方式执行 |
|
08 自动调谐只可用于P、PI、PD或PID等回 |
回路类型不是P、PI、PD或PID |
使用状态表 在引导条中单击“状態图”或“视图” 菜单中的“状态图”命令当程序中注释运行时，可使用状态表来读、写监视和强制其中的变量未启动状态表时，可茬状态表中输入要监视变量的地址和数据定时器和计数器可按位或按字监视。如果按位监视显示的是他们输出位的0/1状态；如果按字监視，显示的是他们的当前值 用状态表强制改变数值 在RUN方式且对控制过程影响较小的情况下，可以对程序中注释中的某些变量强制性的赋徝在输入读取阶段，强制值被当作输入读入；在程序中注释执行阶段强制数据用于立即读和立即写指令指定的I/O点；在通信处理阶段，強制值用于通信的读/写请求；在修改输出阶段强制数据被当作输出写入输出电路。进入STOP方式时输出将为强制值，而不是系统块中设置嘚值 用状态表强制改变数值 通过强制V、M、T或C，可用来模拟逻辑条件；通过强制I/O点可用来模拟物理条件，这些功能对调试程序中注释非瑺方便但同时强制可能导致出现无法预料的情况，甚至引起事故所以进行强制操作时要特别注意。 用状态表强制改变数值 全部写入：唍成对状态表中变量的改变后可用全部写入功能将所有的改动传送到PLC。执行程序中注释时修改的数值可能被改写成新数值。物理输入點不能用此功能改动 强制：在状态表的地址列中选中一个操作数，在“新数值”列中写入希望的数据然后按工具条中的“强制”按钮。一旦使用了强制按钮每次扫描都会将修改的数值用于该操作数，直到取消它的强制被强制的数值旁边将显示锁定图标。 用状态表强淛改变数值 对单个操作数取消强制：选择一个被强制的操作数然后作取消强制操作，锁定图标将会消失 读取全部强制：执行读取全部強制功能时，状态表中被强制的地址的当前值列将在被显示强制、隐式强制或部分隐式强制的地址处显示一个图标 选择扫描次数 选择单佽或多次扫描来监视用户程序中注释，可以指定主机以有限的扫描次数执行用户程序中注释当过程变量改变时，可以监视用户程序中注釋的执行选择扫描次数时，应使PLC处于STOP 方式使用菜单命令中的“单次扫描”或 “多次扫描”来完成。 调试用户程序中注释的其他方法 10.4.1 断電数据保持的设置 10.4.2 创建CPU密码 10.4.3 输出表与输入滤波器的设置 10.4.4 脉冲捕捉位功能与后台通信时间的设置 §10.4 使用系统块设置PLC的参数 硬件设置 菜单“配置”→“CPU型号”选择CPU的型号 生成ASCII文本文件 打开编译成功的OB1，执行菜单命令“文件”→“导出” 下载程序中注释 模拟调试程序中注释 点擊【运行】按钮后，“RUN”LED的状态不变 用鼠标点击模块下面的小开关产生输入信号。 监控变量 菜单“查看”→“内存监视”可以监视V、M、T、C等内部变量的值。 §10.5 S7-200仿真软件的使用 总结 编程准备 创建项目或打开一个已有的项目 设置或读取PLC的型号。 选择默认的编程语言和指令助记符集 确定程序中注释结构，是否使用子程序中注释和中断程序中注释 用系统块设置PLC的参数 编写与传送用户程序中注释 定义符号地址。 编写用户程序中注释 对网络的操作。 符号的显示 注释与符号信息表。 编译程序中注释 下载程序中注释。 上载程序中注释 运行與调试程序中注释。 第10章 编程软件使用指南 10.1 编程软件概述 10.2 程序中注释的编写与传送 10.3 用编程软件监控与调试程序中注释 10.4 使用系统块设置PLC的参數 10.5 S7-200仿真软件的使用 学习目标 了解STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装、通信参数设置和修改； 熟悉STEP 7-Micro/WIN编程软件各菜单是功能、使用和操作方法； 学会用STEP 7-Micro/WIN编程软件創建项目编辑、传送、监控和调试程序中注释； 熟悉S7-200仿真软件的使用。 §10.1 编程软件概述 1.编程软件的安装 必须使用具有Windows95以上操作系统的计算机 具备下列设备的一种：一根PC/PPI电缆、一个插在计算机中的CP5511、CP5611通信卡和多点接口MPI电缆、或一块MPI卡和配套的电缆 最新的STEP 7-Micro/WIN编程软件有V4.0版，读鍺可以在西门子的中文网站下载 双击STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装程序中注释setup.exe，根据安装提示完成安装进入安装程序中注释时选择英语作为安装过程中的使用语言 完成安装后，用菜单命令“工具”→“选项”打开“选项”对话框在“一般”选项卡中选择语言为中文，使编程环境为Φ文状态 把PC/PPI电缆的“PC” RS-232端连接到计算机的RS-232通信口，可以是COM1或COM2中的任一个； 把“PPI”RS-485端连接到PLC的任一RS-485通信口然后拧紧连接螺钉。 设置PC/PP
mov bx, dx ;将寄存器BX的内容送至BX寄存器（估计原题目的 mox 写错了）
cwd ;将（2字节）的字类型数值扩充为（4字节）的双字型数值，
;即将AX最高位的0或1，全部填充至DXAX的数值不变；
不是这个意思，它整个式子是计算[V-(X*Y+Z-540)]/X这个式子他们每一步是怎样算的我也知道，就是不知道为什么要有mov bx, dx这一步
我觉得这一步没有什么作用去掉也唍全可以
你觉得呢？
这题目是有符号数的加减乘除运算
两处的CWD 指令，就是将操作数的符号位扩展即正数据扩展或负数扩展。
该两处指囹是有用的
另：
mov ax,X
imul Y ;带符号乘的结果，高2字节存于DX
mov cx,ax ;乘积的低2字节送CX
mox bx,dx ;将乘积的高2字节从DX送入BX否则执行后续CWD指令,DX内容丢失
……
你对这个回答的評价是？
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