FB41背景数据块参数设置 及PID简介
一、PID控制原理：
1、比例（P）控制：比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。
2、积分（I）控制：在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。
为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。
这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。
因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
3、微分（D）控制：在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。
这就是说，
在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
二、PID控制器参数整定的一般方法：
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：
一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改；
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P、I、D的大小。
书上的常用口诀：
参数整定找最佳，从小到大顺序查；
先是比例后积分，最后再把微分加；
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大；
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳；
曲线偏离回复慢，积分时间往下降；
曲线波动周期长，积分时间再加长；
曲线振荡频率快，先把微分降下来；
动差大来波动慢。
微分时间应加长；
理想曲线两个波，前高后低4比1；
一看二调多分析，调节质量不会低。
个人认为PID参数的设置的大小，一方面是要根据控制对象的具体情况而定；另一方面是经验。
P是解决幅值震荡，P大了会出现幅值震荡的幅度大，但震荡频率小，系统达到稳定时间长；I是解决动作响应的速度快慢的，I大了响应速度慢，反之则快；D是消除静态误差的，一般D设置都比较小，而且对系统影响比较小。
三、能用PID自整定的方法调节参数吗——
1、有相关的软件可以实现：PID Tuner。
2、该软件带有自整定功能的，不是只有自整定功能，还可以手动设置数据。
3、具体情况参见——
/service/answer/solution.asp?Q_id=35473&cid =1029
/service/answer/solution.asp?Q_id=20022&cid =1029。
step7 FB41的PID参数说明
FB41的PID:一、在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个类似“DB120”的，系统会问你要不要生成这个Db，yes就可以二、大部分参数不要填，默认就行，下面是常用参数，用变量连接：1、MAN_ON:用一个bool量，如m0.0，为true则手动，为false则自动；2、cycle：T#100MS，这个值与ob35默认的100ms一致；3、SP_INT：MD2,是hmi发下来的设定值，0－100.0的范围，real型；4、PV_IN:md6，实际测量值，比如压力，要从piw×××转换为0－100.0的量程；5、MAN:MD10,op值，也就是手动状态下的阀门输出，real型，0－100.0的范围；6、GAIN:md14，Pid的P啊，默认写1－2吧（系统默认是2），调试的时候再改7、TI：MW20,pid的i啊.默认写T#30S吧，调试的时候改；8、DEAD_W：md22,死区，就是sp和pv的偏差死区，0－100.0的范围，默认0，调试的时候改；输出：9、LMN:MD26，0－100。
0，最终再用fc106转换为word型move到pqw×××，如果pid运算结果不再有工艺条件其他限制可以用LMN_PER更简单就不用fc106了。
三、用plcsim模拟1、手动man_on＝true，看输出是否等于man；2、自动man_on＝false，调整pv或者sp，使得有偏差大于死区，看输出变化，这里的模拟只能说明pid工作了，不能测试实际调节效果啊。
2、在PID中有不同的物理量，例如温度、压力及阀门开度等，它们的量纲单位均不同，所以要进行规格化工作。
规格化概念及方法：PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的因此，需要将模拟输入转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT对于输出变量，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；D：PID的调整方法：一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。
FB41所有参数解释及调整方法
LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；
I_ITLVAL： REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；
DISV ： REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；
B：部分输出参数说明：
LMN ： REAL：PID输出；
LMN_HLM： REAL：PID上极限，一般是100%；
LMN_LLM： REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；
PV_FAC： REAL：过程变量比例因子
PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET） LMN_FAC： REAL： PID输出值比例因子；
D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；
CYCLE ： TIME：PID采样周期，一般设为200MS；
SP_INT： REAL：PID的给定值；
PV_IN ： REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；
PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）
附录：PID的调整可以通过“开始—>SIMATIC->STEP7->PID调整”打开PID调整的控制面板，通过选择不同的PID背景数据块，调整不同回路的PID参数。
LMN_P ： REAL：PID输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
LMN_I ： REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
C：规格化概念及方法：
D：PID的调整方法：
FB41 PID块参数说明
输出：
9、LMN:MD26，0－100。0，最终再用fc106转换为word型move到pqw×××，如果pid运算结果不再有工艺条件其他限制可以用LMN_PER更简单就不用fc106了。
三、用plcsim模拟
4、PV_IN:md6，实际测量值，比如压力，要从piw×××转换为0－100.0的量程；
5、MAN:MD10,op值，也就是手动状态下的阀门输出，real型，0－100.0的范围；
6、GAIN:md14，Pid的P啊，默认写1－2吧（系统默认是2），调试的时候再改
7、TI：MW20,pid的i啊.默认写T#30S吧，调试的时候改；
二、大部分参数不要填，默认就行，下面是常用参数，用变量连接：
1、MAN_ON:用一个bool量，如m0.0，为true则手动，为false则自动；
2、cycle：T#100MS，这个值与ob35默认的100ms一致；
3、SP_INT：MD2,是hmi发下来的设定值，0－100.0的范围，real型；
西门子网站有文档专门说明pid软件模块的使用，可是真正要用起来还是有点混乱，参数太多，不知道取舍了，呵呵。其实用plcsim简单测试下还是可以做到心中有数，到了现场调试不用慌了。
一、在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个类似“DB120”的，系统会问你要不要生成这个Db，yes就可以
1、手动
man_on＝true，看输出是否等于man；
2、自动
man_on＝，这里的模拟只能说明pid工作了，不能测试实际调节效果啊。
3、如果需要反作用，有三种方法：
PID控制FB41的参数设置
PID控制FB41的参数设置
有个PID控制方面的问题请教各位朋友，希望大家指点。
生产线上有个执行机构，主要负责上升和下降动作。
是通过力士乐伺服阀控制，同时依靠位移传感器进行检测上升和下降的距离。
最近发现，PID中SP_INT上升位置为650，可是每次反馈值PV_IN基本在730左右，而且上升的速度比较快，相比较下降，它会在快到最低位置执行减速，可是上升的时候却没实现。
导致上升到最大位置时，撞击声音很大。
昨天晚上，我就参照网上的FB41参数设置资料，对相关参数进行了设置，比如将P和I设置为1，设置LMN_HLM上限值，以及PV_OFF，可是都不起作用。
本来还想改GAIN，可是自己不太懂。
更糟糕的是，之前下降时会有个减速动作，可是现在连下降也不减速了，震动声音很明显。
我已经将所有修改过的地方都恢复成了原样，可是下降时减速现象还是不能恢复。
我现在有两个想法，不知道该怎么实现，请教。
1.如何实现对上升速度进行一个减速，比如现在上升到730，当在700的时候速度变慢，该怎么调试？gain这个参数该怎么设置？一般的设置值是多少？
2.如何在自动运行时设置一个上限值，不超过730,
希望对PID控制熟悉的，指导一下！
图片说明：1，PID控制程序2 2，PID控制程序1
最佳答案
FB41的P比例参数是个实数,从0----无穷大的,越大比例度越大,超调过多,可以减小P,P=1.0不是最小,你的现象是超调过多,需要先减小P,然后观察静差,根据静差调整I来减小静差.微分就不要用了。
FB41 PID参数表详解
LK12模拟量输入 LK12模拟量输出
LK12开关量 LK13设定参数 LK12报警点
开关量
常态下数值
0 1
作用时
1初始化 1为手动
0
1为处理值
1
1为接通
1
1为接通
0
1为接通
类型
BOOL BOOL
BOOL
BOOL BOOL BOOL
初始化 手自动
名称
处理值与未处理值切换
P值使能 I值使能 D值使能
项目
COM_RST MAN_ON
开关量
DB块中的地址
DB721.DBX0.0 DB721.DBX0.1
PVPER_ON
P_SEL I_SEL D_SEL
DB721.DBX0.2
DB721.DBX0.3 DB721.DBX0.4 DB721.DBX0.7
小数格式 小数格式 小数格式标格式小数格式 时间 时间
小数格式 标准格式
数值范围
为-100.0~+100.0 为-100.0~+100.0 为-100.0~+100.0 0~27648
秒 秒 0.0~100.0 0~27648
常态下数值
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 W#16#0 0.00E+00 T#20S T#10S 0.00E+00 W#16#0
注意：如果使用LMN_PER则上下限要 则输出会溢出的
入使用的反馈值是用的哪个？ 如果用PV_PER, 则建议使用0~100%的数。SP 也要用 此时输出就应该是LMN 也应该是0~100%的数 如果使用输入反馈使用PV_IN,那么可以pv_in 和SP 也可以是实际的工程量。(二者的单位要统一），此 上下限的限制也要跟他们一致。 输出可以使用LMN（表示工程量是实数类型，对应到 出时需要使用FC106转换） 和LMN_PER（表示物理 直接用PQW) 意：如果使用LMN_PER则上下限要限制在0~100%，否 溢出的
西门子S7-300PID的FB41 CONT_C功能及参数设定
本人现用到西门子S7-300（CPU315）做整流系统的PID控制，具体是由AI模块输入4-20MA信号（既A柜/B柜饱和电抗器控制电流信号反馈和机组A柜/B柜直流电流信号反馈），通过CPU调用PID功能块，实现自动闭环控制，最后由AO模块输出一个4-20MA的信号给稳流系统（既A柜/B柜电流给定反馈）。
现请教：1、具体应调用S7的PID中的哪些功能块。
我是直接在OB1里边调用FB41，不知可否。
2、PID标准块FB41的输入输出参数如何整定，PV_PER、SP_INT、PV_IN有何区别。
3、GAIN、TI、TD如何整定。
4、MAN_ON、PVPER_ON怎么用，是直接在FB41的输入端写吗？原理上，PID的调节节奏应该与其采样周期一致，这是数学模型应与物理过程一致的要求。
这也就是FB41要在OB35中周期调用且OB35的周期要与FB41采样周期一致的原因。
当然，在OB1或其他FC、FB中调用FB41也是可以的，此时最好将OB1参数区中扫描周期作为FB41的采样周期。
本人在管道恒流恒压的PID过程控制中，也曾在FC中无条件连续调用FB41，PID效果也还令人满意。
我个人认为，精度要求不高的应用中，简单调用也是可以的。
FB41参数的设置很灵活，可根据自己的习惯或应用的方便选择。
下面是一种方式。
MAN_ON ：激活PID手动调节给定值MAN的使能位，可用PID手自动转换位来触发。
PVPER_ON ：是PID输入输出参数“PERIPHERAL化”的使能位，即将参数看成0~27648之间的整数。
换个说法，就是PID的反馈值直接取自相应AIW通道，而PID输出则直接给出到AQW通道。
参数整定由FB41完成。
可用调节装置的启动标志来触发本位。
MAN ：PID手动调节给定值，当“MAN_ON=1”时有效。
CYCLE ：采样周期。
根据物理量变化快慢定，一般要求与FB41执行的周期一致。
SP_INT：PID的设定值。
FB41背景数据块参数设置 及PID简介
一、PID控制原理：1、比例（P）控制：比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。
2、积分（I）控制：在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。
为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。
这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。
因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
3、微分（D）控制：在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。
这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
二、PID控制器参数整定的一般方法：PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改；二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
FB41-42参数详细说明
1.1连续调节功能SFB 41/FB 41 “CONT_C”功能块介绍1.1.1 说明除了设定点操作和过程数值操作的功能以外，SFB 41/FB 41(CONT_C)可以使用连续的变量输出和手动影响控制数值选项，来实现一个完整的PID控制器。
下面是关于SFB 41/FB 41(CONT_C)详细的子功能说明：1.1.1.1设定点操作设定点以浮点格式在“SP_INT”端输入。
1.1.1.2实际数值操作过程变量可以在外围设备（I/O）或者浮点数值格式输入。
“CRP_IN”功能可以将“PV_PER”外围设备数值转换为一个浮点格式的数值，在–100和+100 % 之间，转换公式如下：CPR_IN 的输出=PV_PER x100 /27648“PV_NORM”功能可以根据下述规则标准化“CRP_IN”的输出：输出PV_NORM = （CPR_IN的输出）x PV_FAC + PV_OFF“PV_FAC”的缺省值为“1”，“PV_OFF”的缺省值为“0”。
变量“PV_FAC”和“PV_OFF”为下述公式转化的结果：PV_OFF =（PV_NORM的输出） - （CPR_IN的输出）x PV_FACPV_FAC =（PV_NORM的输出） - PV_OFF）/（CPR_IN 的输出）不必转换为百分比数值。
如果设定点为物理确定，实际数值还可以转换为该物理数值。
1.1.1.3负偏差计算设定点和实际数值之间的区别便形成负值偏差。
为了抑制由于被控量的量化引起的小的、恒定的振荡（例如使用PULSEGEN进行脉冲宽度调制），在死区将施加一个死区（DEADBAND）。
如果DEADB_W = 0，则死区将关闭。
1.1.1.4PID算法PID算法作为一种位置算法进行控制。
比例运算、积分运算（INT）和微商运算（DIF）都可并行连接，也可以单独激活或取消。
这就允许组态成P、PI、PD和PID控制器。
也可以是纯I和D调节器。
1.1.1.5手动模式可以在手动模式和自动模式之间切换。
PID调节参数(FB41)
PID调节-----西门子FB41使用准备用连续PID调节来实验一个控制,在软件上做了一个简单的PID41用仿真模拟了一把,情况还好,基本可以运行,但是其中的一些小的功能还是没有做好.想仔细再看看说明.幸好有一位网又一起讨论,得到了一个比较好的说明.传上来以免以后找不到.使用FB41进行PID调整的说明FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。
PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。
其他的可以使用默认参数。
A：所有的输入参数：COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；MAN_ON：BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID 功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；PEPER_ON：BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW 规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；P_SEL：BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；I_SEL：BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLV AL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLV AL变量积分初值。
FB41.FB42.FB43 PID参数设置中文说明
W#16#0000 MANIPULATED VALUE PERIPHERAL
QLMN_HLM BOOL REACHED 操作值始终受
FALSE HIGH LIMIT OF MANIPULATED VALUE
上限和下限的限制。如果输出为"达到 操作值上限" ，则表明已
超过上限。
QLMN_LLM BOOL REACHED 操作值始终受
输出参数
下表包含对 SFB 41/FB41 "CONT_C"输出参数的说明。
参数 数据类型 取值范围： 缺省值 说明
LMN REAL 有效的操作值为
0.0 MANIPULATED VALUE
"操作值"输出处 的浮点格式输出。
LMN_PER WORD 将 I/O 格式的操作值 连接到"操作值外设" 输出的控制器。
INT_HOLD BOOL
FALSE
设置输入"积分作用暂停"
可以"冻结"积分器的输出。
INTEGRAL ACTION HOLD
I_ITL_ON BOOL
FALSE INITIALIZATION OF THE INTEGRAL
ACTION ON
设置输入"积分作用初始化打开"可以
将积分器的输出
连接到输入
TI = T#0ms 时，可以禁用控制器的积分组件，从而可以将块作为比例控制器使用。
由于该控制器在没有任何位置反馈信号的情况下工作，内部计算的操作变量将不会与信号控制元素位置完 全相符。如果操作变量(ER * GAIN)为负值，将进行调整。随后该控制器会设置输出 QLMNDN (操作值信 号下限)，直到设置了 LMNR_LS (位置反馈信号下限)为止。