(完整word版)PID调节方法分享S7-1200PID
PID参数调整方法
结果：起动时间长
分
值
MV
PV MV
积分值大、微分值大 结果：起动时间长
小
PV
︵
强
作
MV
用
嗼
积分值小、微分值小 结果：积分太强，微分动作 较弱，起动时产生超程。
小（弱作用）
PV
最佳PID值
MV
微分值
积分值小、微分值大 结果：由于积分、微分动作 均强，MV变化剧烈，PV值 难以稳定下来。
大（强作用）
2. 装置启动后根据PV（测量值，即控制对象实际值）调整参数的方法：
⑴ 超程大（超调、过冲大）：见左图。 方法：先把P值调小（比例带变窄）
超程大
如果还产生超程，请把 *值调小（积分作用变强）
设定值
时间
同时按照 D=*÷（4～6）的公示改变微分时间
⑵ 起动时间过长（达到设定值太慢）：见左图。 方法：把P值调小（比例带变窄） 把 *值调小（积分作用变强）
ffset（偏差）难以消除：见左图。 方法：把 *值调小（积分作用变强）
设定值
时间
偏差
⑷ 产生振荡：见左图。 方法：关掉积分与微分动作（均设为0） 如果还存在振荡，把P值调大 （调宽比例带）
设定值
振荡 时间
3. 最佳PID与变更为他PID值后的波形趋势比较：
【PV与MV的关系】 概念：PV即我们控制对象的变量，即测量值。如温度、压力、流量等。MV即操作量，是一个百分比值。简 单的含义就是PID控制输出的程度，以160°回转角度阀门为例，MV=50％就意味着我们给出的控制信号正 好使阀门开度为80 °，即最大开度的50％。
PV
PV
PV
MV
MV
MV
P=1.5％
西门子博途S7-1200PLC编程之PID控制实例（4）
组态 PID 控制器【简介】以下步骤将介绍如何使用工艺对象“PID_Compact”组态 PID 控制器。
PID 控制器组态的设置● 控制器类型控制器类型用于预先选择需控制值的单位。
在本例中，将单位为“°C”的“温度”(Temperature) 用作控制器类型。
● 输入/输出参数在该区域中，为设定值、实际值和工艺对象“PID_Compact”的受控变量提供输入和输出参数。
要在没有其它硬件的情况下使用PID控制器，请将“PID_Compact”的输入和输出参数链接到与仿真块“PROC_C”互连的“output_value”和“temperature”变量：– 实际值由“PROC_C”仿真并用作“PID_Compact”的输入。
在本例中，实际值为映射到“temperature”变量中的加热室中的测量温度。
– 受控变量由工艺对象“PID_Compact”计算，是该块的输出参数。
受控变量映射在“out put_value”变量中并用作“PROC_C”的输入值。
下图显示了工艺对象“PID_Compact”和仿真块“PROC_C”的互连方式。
【要求】● 循环中断 OB“PID [OB200]”处于打开状态。
● 已在组织块“PID [OB200]”中调用了“PID_Compact”块。
● 已在组织块“PID [OB200]”中调用了“PROC_C”仿真块。
【步骤】要组态工艺对象“'PID_Compact”并将其与仿真块“PROC_C”互连，请按以下步骤操作： 1. 在巡视窗口中打开 PID 控制器的组态。
2. 选择控制器的类型。
3. 输入控制器的设定值。
4. 分别为实际值和受控变量选择“输入”(input)和“输出”(output)。
从而指定将使用用户程序的某个变量中的值。
说明Input(_PER) -Output(_PER)使用输入和输出为输入或输出参数提供用户程序的实际值。
使用Input_PER 和Output_PER可将模拟量输入用作实际值或将模拟量输出用作受控值输出。
PID调节参数及方法
PID调节参数及方法PID控制是一种常用的自动控制方法，它可以根据系统的实时反馈信息，即误差信号，来调整控制器的输出信号，从而实现系统的稳定性和性能优化。
PID调节参数是PID控制器中的比例系数、积分系数和微分系数。
调节这些参数可以达到所需的动态性能和稳态精度。
下面将介绍PID调节参数及常用的调节方法。
1.比例系数（Kp）：比例系数用来调节控制器输出信号与误差信号的线性关系。
增大比例系数可以加快系统的响应速度，但可能会引起系统的超调和不稳定。
减小比例系数可以提高稳定性，但可能会导致系统的响应速度变慢。
调节比例系数的方法一般有经验法和试探法。
经验法：根据经验将比例系数初值设为1，然后逐渐增大或减小，观察系统的响应情况。
当增大比例系数时，如果系统的超调量明显增加，则应适当减小比例系数；相反，如果系统的超调量过小，则应适当增大比例系数。
反复调节，直到得到满意的响应。
试探法：根据系统的特性进行试探调节。
根据系统的频率响应曲线或步跃响应曲线，选择适当的比例系数初值，然后逐渐增大或减小，观察系统的响应。
如果系统的过冲量大，则应适当减小比例系数；如果系统的响应速度慢，则应适当增大比例系数。
反复试探调节，直到得到满意的响应。
2.积分系数（Ki）：积分系数用来补偿系统的静差，增加系统的稳态精度。
增大积分系数可以减小系统的稳态误差，但可能会引起系统的震荡和不稳定。
减小积分系数可以提高稳定性，但可能会导致系统的静差增大。
调节积分系数的方法一般有试探法和校正法。
试探法：将积分系数初值设为0，然后逐渐增大，观察系统的响应。
如果系统的震荡明显增强，则应适当减小积分系数；相反，如果系统的响应速度慢，则应适当增大积分系数。
反复试探调节，直到得到满意的响应。
校正法：根据系统的静态特性进行校正调节。
首先将比例系数设为一个适当的值，然后减小积分系数，直到系统的静差满足要求。
这种方法通常用于对稳态精度要求较高的系统。
3.微分系数（Kd）：微分系数用来补偿系统的过冲和速度变化，增加系统的相对稳定性。
pid调节参数设置技巧
PID调节参数设置技巧1. 简介PID控制是一种常用的闭环控制算法，用于调节系统的输出使其与期望值尽可能接近。
PID控制器通过调节三个参数，即比例增益（Proportional Gain，简称P）、积分时间（Integral Time，简称I）和微分时间（Derivative Time，简称D），来实现对系统的精确控制。
在实际应用中，合适的PID参数的选择对于系统的稳定性和性能至关重要。
本文将介绍一些PID调节参数设置的技巧，帮助您更好地调节PID控制器。
2. 初始参数设定在开始调节PID参数之前，首先需要设定一组初始参数。
这些参数将作为起点，通过逐步调节的方式找到最适合系统的PID参数。
通常情况下，可以将P参数设定为一个较大的值，I参数设定为一个较小的值，而D参数设定为零。
具体的数值可以根据系统的特性和要求进行调整。
3. 步骤一：调节P参数P参数是比例增益参数，用于响应系统输出与期望值之间的差异。
当P参数过大时，系统输出可能会发生超调现象；当P参数过小时，系统回应速度可能会缓慢。
为了调节P参数，可以按照以下步骤进行： - 将P参数设定为一个较小的值，例如0.1。
- 观察系统的响应，检查是否有超调现象，以及系统是否能够快速达到期望值。
- 如果出现超调现象，可以逐步增大P参数，直到超调现象消失。
- 如果系统响应较慢，可以逐步减小P参数，直到系统能够快速达到期望值。
需要注意的是，P参数的调节通常是一个迭代的过程，需要多次试验和调整，以找到最适合系统的参数。
4. 步骤二：调节I参数I参数是积分时间参数，用于消除系统静差。
当I参数过大时，系统可能会产生积分饱和现象；当I参数过小时，系统的静差可能无法完全消除。
为了调节I参数，可以按照以下步骤进行： - 将I参数设定为一个较小的值，例如0.001。
- 观察系统的静差情况，如果系统的输出与期望值之间存在较大的差异，说明静差未能完全消除。
- 如果系统存在静差，可以逐步增大I参数，直到静差消失。
【免费下载】如何使用 S7 1200 PID功能
客户问题1：客户使用S7-1200 PID程序块，使用的反馈值是INPUT ，启动自整定后出现输入值超出设定范围错误，无法启动自整定功能。
解答：经过与用户多次交流，发现问题是存储器地址冲突：客户使用了INPUT输入变量，经过模拟量输入处理程序标定上限为：100.0,下限为：0.0。
分配的存储地址是MD516,在客户的程序内容还使用了MW516，MD518地址。
导致地址冲突，修改MD516数据，使MD516存储器保存的数据大于100.0，当启动自整定时，出现输入值超出设定范围错误。
扩展知识1. MD516 包括4个字节：MB516 ,MB517,MB518,MB519,当使用MD516寄存器,其他程序不能使用MB516,MB517,BM518,MB519。
否则，导致地址冲突，保存数据被修改或丢失。
在S7-200的M区和V 区；S7-300/S7-400的M区都需要注意此问题。
2. S7-1200 PID的两个反馈数据INPUT/INPUT-PER区别，以及与Setpoint的关系。
INPUT是现场仪表测量数据，经过程序标定转换成实际工程量数据。
数据类型是实数。
INPU-PER是现场仪表数据直接经过模拟量通道进行测试，未进行数据标定，数据类型是WORD。
可以通过PID组态直接进行数据标定，转换成实际工程量。
推荐使用此方法。
Setpoint：设定值，PID系统通过调解输出设备，使反馈值与设定值相等。
设置范围即是反馈值标定的上下限。
3. Output，Output_PER, Output-PWM区别,这三个信号全是输出信号，Output与Output_Per是一组,Output输出是一个百分比数，即0%~100%，指控制设备全关或全开。
Output_Per直接输出至模拟量通道，输出整数0~27648Output_Pwm输出是脉宽信号，开关量输出，与上面两个信号不相同，单独使用。
建议的组态过程：如图1 程序块图1如图2 基本参数配置反馈与输出配置图2如图3 反馈数据标定图3客户问题2：如何启动S7-1200的自整定，客户的设定值与反馈值过于接近，无法使用“启动自整定”解答：当您的系统各部分已经准备完毕，可以使用自整定，自整定功能只是系统将自动优化或计算PID参数，是调试的一种方法，正常运行时，不必运行自整定调试程序。
S7-1200 PLC的PID工艺功能
5.1 模拟量闭环控制系统——PID控制的优点
不需要被控对象的数学模型 结构简单，容易实现 有较强的灵活性和适应性 使用方便
5
5.2 PID控制器的数字化
sp(n) e(n)
+-
pv(n)
PID M(n) 调节器
D/A
A/D
M(t) 执行 机构
pv(t) 变送 器
被控 c(t) 对象
测量 元件
7
5.3 PID_Compact指令——生成一个新项目 1/2
添加一个PLC设备，将硬件目录中的AO信号板托到CPU中，设 置其输出为10V电压：
8
5.3 PID_Compact指令——生成一个新项目 2/2
集成的模拟量输入的0号通道的量程为默认的010V：
9
5.3 PID_Compact指令——生成循环中断组织块
为了设置PID的高级参数，打开项目树中的文件夹“\PLC_1\工 艺对象\PID_DB”，双击“组态”，打开PID_Compact对象；或 者点击PID_Compact指令右上角的 图标，也可打开PID组态 对话框。
运行时如果输入值超过设置的上限值或低于下限值，指令的bool 输出参数“InputWarning_H”或“InputWarning_L”将变为1.
3
5.1 模拟量闭环控制系统——负反馈
闭环控制必须保证系统是负反馈，如果系统接成了正反馈，将会 失控，被控量会往单一方向增大或减小，给系统的安全带来极大 的威胁。
闭环控制系统的反馈极性与很多因素有关，例如因为接线改变了 变送器输出电流或输出电压的极性，或改变了位移传感器(编码 器)的安装方向，都会改变反馈的极性。 可以用下述方法来判断反馈的极性：在调试是断开D/A转换器和 执行机构之间的连线，在开环状态下运行PID控制程序。控制器 中有积分环节，因为反馈被断开了，不能消除余差，D/A转换器 的输出电压会向一个方向变化。这时如果接上执行器，能减小误 差，则为负反馈，反之为正反馈。
PID的调节方法
PID的调节方法打开今日头条，查看更多精彩图片1. PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说：PID调节器是其它控制调节算法的吗。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰？因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题，既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数，可实现在系统稳定的前提下，兼顾系统的带载能力和抗扰能力，同时，在PID调节器中引入积分项，系统增加了一个零积点，使之成为一阶或一阶以上的系统，这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
由于自动控制系统被控对象的千差万别，PID的参数也必须随之变化，以满足系统的性能要求。
这就给使用者带来相当的麻烦，特别是对初学者。
下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤：1．负反馈自动控制理论也被称为负反馈控制理论。
首先检查系统接线，确定系统的反馈为负反馈。
例如电机调速系统，输入信号为正，要求电机正转时，反馈信号也为正（PID算法时，误差=输入-反馈），同时电机转速越高，反馈信号越大。
其余系统同此方法。
2．PID调试一般原则a.在输出不振荡时，增大比例增益P。
b.在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。
c.在输出不振荡时，增大微分时间常数T d。
3．一般步骤a.确定比例增益P确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。
输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。
比例增益P调试完成。
b.确定积分时间常数Ti比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。
PID调节参数及方法
PID调节参数及方法PID（比例-积分-微分）调节是一种常用的自动控制器设计方法，广泛应用于各种控制系统中。
其基本原理是根据控制对象的反馈信号来计算出输出信号，从而使控制对象的输出尽可能接近设定值。
PID控制器的参数包括比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td。
下面将分别介绍这些参数的调节方法以及应用案例。
1.比例系数Kp的调节方法：比例系数Kp用于调节控制器对误差的响应速度。
Kp越大，控制器对误差的响应越快，但也容易导致系统的超调和震荡。
调节Kp时可以采用试控制法，逐渐增大Kp并观察系统的响应情况，直到系统出现超调或不稳定为止，然后适当减小Kp的值。
2.积分时间Ti的调节方法：积分时间Ti用于调节控制器对系统稳态误差的补偿能力。
增大Ti可以减小系统的稳态误差，但也容易导致系统的超调和震荡。
调节Ti时可以采用试控制法，逐渐增大Ti并观察系统的响应情况，直到系统出现超调或不稳定为止，然后适当减小Ti的值。
3.微分时间Td的调节方法：微分时间Td用于调节控制器对系统的动态响应速度。
增大Td可以提高系统的快速响应能力，但也容易导致系统的超调和震荡。
调节Td时可以采用试控制法，逐渐增大Td并观察系统的响应情况，直到系统出现超调或不稳定为止，然后适当减小Td的值。
同时，还有一些常用的PID调节方法：- Ziegler-Nichols 法：通过实验步骤进行参数调节，包括确定比例放大倍数Ku、临界周期Tu和临界增益Kc，然后根据不同的控制对象类型选择合适的参数调整方法。
- Chien-Hrones-Reswick（CHR）法：通过建立传递函数模型，根据系统的特性分析参数调节方法，适用于非线性和时变系统。
-直接数值调整法：根据经验公式直接对参数进行调整，例如根据系统的响应时间、超调量等指标进行调整。
下面是一个PID调节的应用案例：假设有一个温度控制系统，通过调节加热器的功率来控制目标温度。
系统的传递函数为：G(s)=K/(Ts+1)根据实验数据，目标温度为100°C，实际温度为87°C，采样时间为0.1秒。
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1.S7 1200 PLC PID参数翻译
i_Mode : pid 控制器模式（Int）0：未激活1：预调节2：手动精确调节3：自动模式4：手动模式。
i_ModeOld:
i_SveModeByEnMan：
i_StateOld：
r_Ctrl_Gain:比例增益（Real）
r_Ctrl_Ti:积分作用时间(Real)
r_Ctrl_Td:微分作用时间（Real）
r_Ctrl_A:
r_Ctrl_B:
r_Ctrl_C:
r_Ctrl_Cycle:PID算法采样时间（Real）
2 . PID参数输入输出参数
Setpoint:设定值（Real）
Input：过程值实测值(Real)
Input_PER：模拟量过程值（Word）
Output:输出值（Real）
Output_PER：模拟量输出值（Word）
Output_PWM：脉冲宽度输出值（Bool）
ManualEnable:手动模式
ManualValue:手动输出值
Reset:复位PID控制器
b_InvCtrl:取反逻辑
3．PID调试方法：
a.设定一个比较大的积分时间，比较小的微分作用时间, 比例由小到大，到曲线发生振
荡。
调小比例使曲线相对平稳。
b.--调小积分到消除静态误差，使曲线趋于平稳。
c.--干扰系统，使其产生动态误误差，观察系统抑制误差能力是否达标，抑制能力弱，
放大微分作用时间或者比例增益，使其抑制能力增强。
比例作用：加快系统反应速度，有利于抑制动态误差，太强会过调，曲线震荡，太小动态误差抑制能力弱。
积分作用：消除静态误差，使曲线趋于平稳
微分作用：感知曲线变化趋势，提前启动调节，太大不利于曲线平稳，太小动太误差抑制能力弱。
4. S7-1200 PID程序:
循环中断组织块调用工艺指令PID_Compact
必须在循环中断调用PID_Compact
组态PID参数在这以百分比示例设定值过程值输出值都为0-1 之间数值
过程值转换为0-1之间数值
设定值转换为0-1之间数值
输出值标准化为0-1之间数值
输出值比例放大最终作用到比例阀
PID调试面板可以很方便助你确认PID参数先预调节完成再精确调节上传参数
把比例参数积分参数微分参数循环参数做到上位机可调整。