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時(shí)間：2018-11-29

通過(guò) PID Professional 軟件包，可以在 TIA Portal 中使用 Modular PID Control 和 Standard PID Control 的成熟控制器解決方案。此軟件包可在實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單到高度復(fù)雜的 PID 控制器時(shí)使用。通過(guò)將提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)塊互連，可實(shí)現(xiàn)幾乎任何控制結(jié)構(gòu)。

Modular PID Control 較適合中端和**控制應(yīng)用和過(guò)程組態(tài)。在需要較低的存儲(chǔ)器利用率、較短的執(zhí)行時(shí)間以及對(duì)控制任務(wù)的較優(yōu)適應(yīng)時(shí)，Modular PID Control 始終適用。

通過(guò) Standard PID Control，可將連續(xù) PID 控制器、脈沖控制器和步進(jìn)控制器簡(jiǎn)便集成到應(yīng)用程序中。使用這一帶有集成控制器設(shè)置的參數(shù)設(shè)置工具，可對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)置，并在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行較佳調(diào)整，從而節(jié)省工程組態(tài)成本。步進(jìn)控制器的控制算法有助于延長(zhǎng)執(zhí)行器的使用壽命。

兩種控制器都可在 S7-300（CPU 313 及較高）、S7-400 和 WinAC 中使用。

設(shè)計(jì)

PID Professional 軟件包包含 Modular PID Control 和 Standard PID Control 這兩個(gè)軟件包。

兩種控制器解決方案均包含調(diào)試函數(shù)塊和標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)塊，適用于廣泛的控制器結(jié)構(gòu)。

該調(diào)試軟件具有直觀和易于使用的界面。

還針對(duì)這兩種控制器提供了大量實(shí)施示例。這樣就簡(jiǎn)化了不同控制器結(jié)構(gòu)的實(shí)施。

以下現(xiàn)成可用的 PID 控制器提供有 Standard PID Control：

帶有用于積分末控元件的開(kāi)關(guān)量輸出的固定設(shè)**控制器
帶有用于比例末控元件的開(kāi)關(guān)量輸出的固定設(shè)**控制器
多回路比例控制器
混合式控制器
級(jí)聯(lián)控制器

通過(guò) Modular PID Control 的 27 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)塊，用戶也可以實(shí)施每種所需的控制器結(jié)構(gòu)。為便于學(xué)習(xí)，提供了清晰而便于掌握的應(yīng)用示例，有助于實(shí)施所需的 PID 控制器。

功能

軟件調(diào)試

該組態(tài)工具已無(wú)縫集成到 STEP 7 (TIA Portal) 中。它有如下功能：

調(diào)試畫(huà)面：
該調(diào)試軟件包含調(diào)試 Modular PID Control 和 Standard PID Control 所需的全部畫(huà)面。
使用趨勢(shì)視圖：
趨勢(shì)視圖用于以圖形方式來(lái)描繪設(shè)**、實(shí)際值和操縱變量與時(shí)間的關(guān)系。趨勢(shì)視圖的值將按組態(tài)的時(shí)間間隔進(jìn)行較新。這對(duì)于驗(yàn)證過(guò)程質(zhì)量非常有益，可幫助進(jìn)行故障排除。
控制電路優(yōu)化向?qū)В?br /> 使用 PID Self-Tuner，即使不具備控制系統(tǒng)方面的任何知識(shí)，也可進(jìn)行清晰而簡(jiǎn)便的控制器優(yōu)化和調(diào)試。
使用連續(xù) PID 控制器時(shí)的可變瞬態(tài)響應(yīng)：
可以對(duì)控制回路的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)先選擇，以使控制回路在發(fā)生大約 10% 過(guò)沖后穩(wěn)定下來(lái)，從而**動(dòng)態(tài)響應(yīng)。若不需要這樣，則可以設(shè)置非周期的穩(wěn)定（無(wú)過(guò)沖）。
用戶友好的關(guān)聯(lián)幫助：
在程序中的任何位置，都可根據(jù)需要獲得相應(yīng)幫助。

Standard PID Control 功能

Standard PID Control 的控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)組裝，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是固定的。通過(guò)軟件開(kāi)關(guān)，可以打開(kāi)和關(guān)閉以下功能：

通過(guò)設(shè)**值發(fā)生器、斜坡/恒值、歸一化、函數(shù)調(diào)用、設(shè)**斜坡限制（斜坡函數(shù)發(fā)生器）以及設(shè)**限制進(jìn)行設(shè)**處理。
通過(guò)定標(biāo)、平滑、平方根、函數(shù)調(diào)用、限值監(jiān)視以及實(shí)際值梯度監(jiān)視進(jìn)行實(shí)際值處理。
通過(guò)死區(qū)和限值監(jiān)視進(jìn)行錯(cuò)誤信號(hào)處理。
PID 算法，對(duì)于帶和不帶位置反饋的步進(jìn)控制器。
通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)切換、手動(dòng)值發(fā)生器、函數(shù)調(diào)用、設(shè)**梯度限制、設(shè)**限制和歸一化進(jìn)行操縱值處理。

標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)塊

標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)塊
FB/FC	函數(shù)
PID_CP	帶有連續(xù)操縱變量（連續(xù)控制器）或脈沖輸出（脈沖控制器）的 PID 控制器；除了設(shè)**和實(shí)際值分支中的函數(shù)外，它還實(shí)現(xiàn)帶有連續(xù)操縱變量的完整 PID 控制器，該操縱變量也可以脈寬調(diào)制信號(hào)的形式提供；也可以手動(dòng)影響操縱變量，可以連接或斷開(kāi)子函數(shù)
PID_ES	帶有數(shù)字量操縱變量的 PID 控制器（步進(jìn)控制器）；除了設(shè)**和實(shí)際值分支中的函數(shù)外，它還可實(shí)現(xiàn)帶有數(shù)字量操縱變量的完整 PID 控制器，用于積分執(zhí)行器?？蓪?shí)現(xiàn)帶或不帶位置反饋的步進(jìn)控制器；也可以手動(dòng)影響操縱變量，可以連接或斷開(kāi)子函數(shù)
LP_SCHED	循環(huán)調(diào)度器；控制循環(huán)中斷級(jí)內(nèi)各個(gè)控制循環(huán)的調(diào)用

Modular PID Control 功能

標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)塊

FB/FC	說(shuō)明	函數(shù)
A_DEAD_B	自適應(yīng)死區(qū)	過(guò)濾錯(cuò)誤信號(hào)中的高頻干擾信號(hào)
CRP_IN	轉(zhuǎn)換模擬量輸入值	將 I/O 形式的輸入值轉(zhuǎn)換為 Modular PID Control 的浮點(diǎn)值。
CPR_OUT	轉(zhuǎn)換模擬量輸出值	將 Modular PID Control 中的浮點(diǎn)值轉(zhuǎn)換為 I/O 形式的輸出值
DEAD_T	死區(qū)時(shí)間	根據(jù)可組態(tài)的死區(qū)時(shí)間來(lái)延遲輸入值
DEADBAND	死區(qū)	對(duì)作為時(shí)間函數(shù)的輸入變量取微分，并通過(guò)一階延遲元件對(duì)信號(hào)進(jìn)行平滑。
DIF	微分作用元件	計(jì)算誤差信號(hào)，并根據(jù)可輸入的限值對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視
ERR_MON	誤差信號(hào)監(jiān)視	計(jì)算誤差信號(hào)，并根據(jù)可輸入的限值對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視
INTEG	積分器	對(duì)作為時(shí)間函數(shù)的輸入變量進(jìn)行積分，并將輸出限制到可定義的限值
LAG1ST	一階延遲元件	實(shí)現(xiàn)一階延遲元件
LAG2ND	二階延遲元件	實(shí)現(xiàn)二階延遲元件
LIMALARM	限值監(jiān)視器	根據(jù) 4 個(gè)可組態(tài)的限值來(lái)檢查輸入值
LIMITER	限制	設(shè)置輸入變量的可組態(tài)限值
LMNGEN_C	連續(xù)作用 PID 控制器的輸出	包括連續(xù) PID 控制器的操縱變量處理單元。必須將其與 PID 算法塊結(jié)合使用。
LMNGEN_S	PID 步進(jìn)控制器的輸出	包括用于積分執(zhí)行器的步進(jìn)控制器的操縱變量處理單元。它總是與 PID 算法塊互連。
LP_SCHED	控制器調(diào)用分布函數(shù)	控制循環(huán)中斷級(jí)內(nèi)各個(gè)控制循環(huán)的調(diào)用
NONLIN	非線性靜態(tài)特性	構(gòu)成非線性特性（折線）
NORM	物理歸一化	對(duì)輸入變量定標(biāo)。歸一化直線由兩個(gè)點(diǎn)來(lái)定義。
OVERRIDE	倍率控制	用于執(zhí)行倍率控制
PARA_CTL	參數(shù)控制	將多個(gè)控制器參數(shù)集傳輸至 PID 控制器
PID	PID 算法	提供 PID 算法，并且必須始終與 LMNGEN_C 和 LMNGEN_S 結(jié)合使用
PULSEGEN	脈沖整形器	通過(guò)比例執(zhí)行器的脈沖輸出生成 PID 控制器的脈沖輸出。
RMP_SOAK	斜坡/恒值	執(zhí)行已組態(tài)/編程的斜坡/恒值曲線
ROC_LIM	斜坡或斜坡函數(shù)發(fā)生器	限制輸入變量的變化速率。階越函數(shù)變?yōu)樾逼潞瘮?shù)。
SCALE	線性定標(biāo)	對(duì)輸入變量定標(biāo)。歸一化直線由系數(shù)和偏移量來(lái)定義。
SP_GEN	設(shè)**生成器	通過(guò)按鈕來(lái)連續(xù)改變輸出值
SPLT_RAN	分程	用于實(shí)現(xiàn)分程控制
SWITCH	模擬值切換	將兩個(gè)輸入值之一切換為兩個(gè)輸出值之一

PID Professional V11 的應(yīng)用示例

應(yīng)用示例	功能
示例 01	Standard PID CTRL：步進(jìn)控制器
示例 02	Standard PID CTRL：連續(xù)作用控制器
示例 03	Standard PID CTRL：級(jí)聯(lián)控制
示例 04	Standard PID CTRL：脈沖控制器
示例 05	Standard PID CTRL：通過(guò) PID Self-Tuner 來(lái)優(yōu)化連續(xù)控制器
示例 06	Standard PID CTRL：通過(guò) PID Self-Tuner 來(lái)優(yōu)化步進(jìn)控制器
示例 07	Standard PID CTRL：通過(guò) PID Self-Tuner 來(lái)優(yōu)化步進(jìn)控制器
示例 08	Modular PID CTRL：步進(jìn)控制器
示例 09	Modular PID CTRL：連續(xù)作用控制器
示例 10	Modular PID CTRL：脈沖控制器
示例 11	Modular PID CTRL：?jiǎn)位芈繁壤刂破?
示例 12	Modular PID CTRL：混合式控制器
示例 13	Modular PID CTRL：帶前饋控制的控制器
示例 14	Modular PID CTRL：量程選擇控制器
示例 15	Modular PID CTRL：交替控制器
示例 16	Modular PID CTRL：通過(guò) PID Self-Tuner 來(lái)優(yōu)化連續(xù)控制器
示例 17	Modular PID CTRL：通過(guò) PID Self-Tuner 來(lái)優(yōu)化步進(jìn)控制器
示例 18	Modular PID CTRL：通過(guò) PID Self-Tuner 來(lái)優(yōu)化步進(jìn)控制器

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