西門子smart200PLC-PID Wizard - PID向導
PID Wizard - PID向導
Micro/WIN SMART提供了PID Wizard（PID指令向導），可以幫助用戶方便地生成一個閉環控制過程的PID算法。此向導可以完成絕大多數PID運算的自動編程，用戶只需在主程序中調用PID向導生成的子程序，就可以完成PID控制任務。
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。
建議用戶使用較新的編程軟件版本。在新版本中的PID向導獲得了改善。
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。 最多可組態 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：
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增益： 即比例常數，默認值=1.00。
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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。
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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。
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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。
注意：關于具體的PID參數值，每一個項目都不一樣，需要現場調試來定，沒有所謂經驗參數。
第四步：設定回路過程變量
圖6. 設定PID輸入過程變量
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指定回路過程變量 (PV) 如何標定。可以從以下選項中選擇：
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單極性:即輸入的信號為正，如0－10V或0－20mA等
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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
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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。
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溫度 x 10 °C
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溫度 x 10 °F
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反饋輸入取值范圍
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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
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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
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在a.選中20% 偏移量時，取值范圍為5530 - 27648，不可改變
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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。
此反饋輸入也可以是工程單位數值，參見：設置給定－反饋的量程范圍。
第五步：設定輸入回路輸出選項
圖7. 設定PID輸出選項
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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）
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選擇模擬量則需設定回路輸出變量值的范圍，可以選擇：
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單極：單極性輸出，可為0－10V或0－20mA等
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雙極：雙極性輸出，可為正負10V或正負5V等
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單極20% 偏移量：如果選中20% 偏移，使輸出為4 - 20mA
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取值范圍：
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c為單極時，缺省值為 0 到 27648
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c為雙極時，取值-27648 到27648
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c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。
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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％。此值最低可設為0.01，即滿量程的1%
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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％。此值最高可設為1.00，即滿量程的100%
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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。
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指定PID初使化子程序的名字。
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指定PID中斷子程序的名字
注意：
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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。
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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。
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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。
PID 控制的自動/手動之間的無擾動切換
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。
自動分配的地址只是在執行PID向導時編譯檢測到空閑地址。向導將自動為該參數表分配符號名，用戶不要再自己為這些參數分配符號名，否則將導致PID控制不執行。
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）
圖13. PID子程序
圖14. 調用PID子程序
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。
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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
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此處輸入過程值（反饋）的模擬量輸入地址
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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
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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
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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
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此處鍵入控制量的輸出地址
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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
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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
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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
調用PID子程序時，不用考慮中斷程序。子程序會自動初始化相關的定時中斷處理事項，然后中斷程序會自動執行。
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。
參考鏈接
PID常見問題
