模拟量采集和进行PID处理时较常见的思路
模块七PLC模拟量及PID控制课件
模拟量信号特点
连续变化，取值范围广泛，易受干扰影响。
PLC模拟量模块介绍
模拟量输入模块
将模拟量信号转换为数字信号，便于 PLC处理。
模拟量输出模块
将PLC输出的数字信号转换为模拟量 信号，控制外部设备。
模拟量输入电路原理与实践
电路原理
通过电阻、电容等元件对模拟量信号进行滤波、放大等处理 ，以保证信号的稳定性和精度。
要点三
衰减曲线法
先将比例度设置为一个较大值，然后 逐步减小比例度，同时加大积分时间 常数，使系统响应出现衰减振荡；此 时的比例度和积分时间常数即为合适 的PID参数；最后加入微分调节，提 高系统响应速度。
03
PLC实现PID控制策略
PLC内置PID功能介绍与设置
PID算法原理
介绍比例、积分、微分三环节的作用及调节规律， 以及PID控制参数的整定方法。
实时监控数据显示和报警功能实现
实时监控数据显示
通过触摸屏界面实时显示PLC采集到的模拟量数据，如温度、压力 、流量等，方便用户随时掌握设备运行状态。
数据曲线绘制
根据实时数据绘制相应的曲线图，可以更加直观地了解设备运行趋 势和历史数据变化情况。
报警功能实现
设定报警阈值，当实时数据超过或低于阈值时，触摸屏界面上显示 报警信息，并触发声光报警装置，提醒用户及时处理。
PID控制故障
PID调节失效，导致系统失控。原因可能包括参 数设置不当、传感器故障等。
故障排查方法和步骤总结
01
观察故障现象
通过查看PLC指示灯、监控画面等 信息，了解故障的具体表现。
03
制定排查方案
针对可能的原因，制定详细的排 查方案，包括检查电源、通信线
模拟量处理和PID控制
OFF OFF OFF ON OFF ON ON ON ON OFF ON OFF ON
OFF ON OFF ON ON ON
模拟量处理
任务情景
在工业控制中常常需要定值控制或随动控制。这种情况需要 传感器对输出量进行采样，然后根据采样结果对输出量进行 自动调节。 一般传感器输出的是模拟电信号，需要将其转化为数字量后 PLC才能进行处理。而处理后输出的结果是数字量，也需要 将其还原成模拟量输出。 一般传感器或者变送器输出0~10V或者4~20mA的电信号。 西门子-200系列PLC常用模拟量扩展模块有：EM231（4路 模拟量输入模块），EM232（2路模拟量输出模块）EM235 （4路输入1路输出）。均为12位转换器。
OFF OFF OFF ON OFF OFF ON
OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON
OFF ON
EM235输入模拟量分辨率设置（双极性）
双极性
SW1 SW2
ON OFF OFF ON
满量程输入 分辨率
SW5
OFF OFF
SW3 SW4
项目：将采集到的模拟量进行处理， 得到相应的工程量
使用一个0~20mA的模拟量输入信号，在S7内部对 应的数字量0~32000；对于4~20mA的信号对应的 数字量6400~32000。如果对于两个传感器，量程 都是0~16MPa，一个是0~20mA，一个4~20mA。 则相同的压力下转换成的数值不同。 演示箱中有一个Pt100温度传感器，通过500Ω电阻 将4~20mA电流信号转换成为2~10V电压信号送到 PLC的模拟量输入端，对应的温度范围0~100°C， 则转换公式为：T=(100-0)(AIW0-6400)/(320006400)+0
工业控制中的PID控制器参数整定方法介绍
工业控制中的PID控制器参数整定方法介绍在工业控制领域中，PID控制器是一种常用的控制策略，它被广泛应用于各种自动化系统中。
PID控制器通过调节控制对象的输出，使其保持在期望的目标值附近。
为了达到良好的控制效果，关键是合理设置PID控制器的参数。
本文将介绍几种常用的PID控制器参数整定方法。
一、移动曲线法移动曲线法是一种常用的经验参数整定方法，适用于一些比较简单的控制系统。
该方法基于试验的数据，通过观察系统的响应曲线来调整PID控制器的参数。
首先，将控制系统的控制对象设置为一个步跃信号输入，观察系统的输出响应曲线。
根据响应曲线的形状，可以得到一些关键信息，如峰值时间（Tp）、峰值响应（M）以及延迟时间（L）。
根据这些信息，可以使用以下规则来选择PID控制器的参数：1. 比例系数Kp：如果系统的响应曲线具有较大的超调和震荡，需要增大Kp，但不要过大，以免引起系统的不稳定性。
2. 积分时间Ti：根据延迟时间L来选择Ti的大小。
一般来说，延迟时间越大，积分时间越小。
3. 微分时间Td：根据峰值时间Tp来选择Td的大小。
如果峰值时间较长，则需要适当增大Td。
通过不断的试验和调整，直到系统的响应曲线满足要求为止。
二、频率响应法频率响应法是一种较为精确和科学的参数整定方法，通过对系统进行频率特性测试，根据测试结果来确定PID控制器的参数。
首先，在控制系统中添加一个频率变化的输入信号，例如正弦波或方波。
记录并分析系统的输入和输出信号之间的频率特性。
根据频率特性曲线的形状和参数，可以选择合适的PID 控制器参数。
具体来说，可以从频率特性曲线中获得以下重要参数：1. 闭环传递函数的峰值增益（Kp）：根据峰值增益来确定比例系数Kp的大小。
峰值增益越大，Kp的取值也应相对较大。
2. 相位裕度（PM）和增益裕度（GM）：根据相位裕度和增益裕度来确定积分时间Ti和微分时间Td的取值范围。
相位裕度和增益裕度越小，积分时间Ti和微分时间Td应取得较小。
pid处理措施
pid处理措施
PID处理措施主要指的是在控制系统中，针对PID（比例-积分-微分）控制器参数的调整与优化措施。
PID控制器是工业控制应用中最基本且广泛使用的控制器类型，其作用是对系统的输出信号进行实时调节，以达到对系统被控变量精确跟踪设定值的目的。
1.比例（P）控制：增加比例增益KP可以加快系统的响应速度，但过大会导致系统振荡或不稳定；减小KP则会使系统响应变慢，但能提高稳定性。
2.积分（I）控制：积分作用主要是消除稳态误差，但过大的积分时间常数TI会导致积分饱和，系统响应变慢；减小TI虽能加快消除稳态误差的速度，但也可能引入超调和振荡。
3.微分（D）控制：微分作用有助于提前预测并抑制被控量的变化趋势，从而改善系统的动态性能，减少超调。
增大微分时间常数TD会增强系统的阻尼效果，但过大会使系统对噪声敏感；反之，减小TD可降低系统的灵敏度，使其更稳定。
因此，在实际应用中，PID处理措施主要包括以下几点：
-根据系统特性及控制要求，合理选择和整定PID参数；
-采用自动整定算法或者经验法进行参数整定；
-可根据需要采取PI、PD或者其它复合控制策略；
-在复杂工况下，可能还需要考虑抗积分饱和、抗微分干扰等措施；
-对于非线性、时变、大滞后等特殊系统，可能需要采用更为复杂的控制策略，如模糊PID、自适应PID等。
第16讲_PID指令与模拟量控制
/R 32000.0, AC0
//使累加器中的数值标准化
+R 0, AC0
//加偏移量0
MOVR AC0, VD100
//将标准化数值写入PID回路参数表中
四、PID回路输出转换为成比例的整数
程序执行后，PID回路输出0.0～1.0之间的标准化实数数值，必须
被转换成16位成比例整数数值，才能驱动模拟输出。
典型的PID算法包括三项：比例项、积分项和微分项。即： 输出=比例项+积分项+微分项 计算
比例项Kc×（SPn-PVn） 积分项Kc×（Ts/Ti）×（SPn-PVn）+Mx 微分项Kc×（Td/Ts）×（PVn-1-PVn）
二、PID控制回路选项
常用的控制回路有PI、PID。 （1）如果不需要积分回路（即在PID计算中无“I”），则应将积分 时间Ti设为无限大。由于积分项Mx的初始值，虽然没有积分运算，积 分项的数值也可能不为零。 （2）如果不需要微分运算（即在PID计算中无“D”），则应将微分 时间Td设定为0.0。
1. PIC指令编程
PID指令来编程
2．指令向导编程 先指令向导生成，再编写程序。
控制方法： 对恒温箱进行恒温控制，要对温度值进行PID调节。PID运算的结 果去控制接通电加热器或制冷风扇，但由于电加热器或制冷风扇只能为 ON或OFF，不能接受模拟量调节，故采用“占空比”的调节方法。 温度传感器检测到的温度值送入PLC后，若经PID指令运算得到 一个0～1的实数，把该实数按比例换算成一个0～100的整数，把该整 数作为一个范围为0～10s的时间t。设计一个周期为10s的脉冲，脉冲宽 度为t，把该脉冲加给电加热器或风扇，即可控制温度。
PID回路输出成比例实数数值=（PID回路输出标准化实数值-偏移量）×取值范围
PID算法的通俗讲解及调节口诀
PID算法的通俗讲解及调节口诀PID算法是一种常用的控制算法，它可以帮助我们将实际测量值与期望值进行比较，并根据比较结果进行相应的控制。
PID算法由三个部分组成，分别是比例控制（P）、积分控制（I）和微分控制（D）。
在实际应用中，我们可以根据实际情况来调节PID算法的参数，以实现更准确的控制效果。
比例控制（P）是PID算法的核心部分之一，它根据误差的大小来调整输出量。
具体来说，比例控制会将误差与一个常数进行相乘，然后输出到系统中。
当误差较大时，输出量也会较大，从而加快系统的响应速度；当误差较小时，输出量也会较小，从而减小系统的超调量。
积分控制（I）是为了解决系统存在的稳态误差而引入的，它通过对误差的累加来调整输出量。
具体来说，积分控制会将误差乘以一个常数，并加到一个累加器中，然后输出到系统中。
通过积分控制，系统可以在长时间内逐渐减小误差，从而达到期望值。
微分控制（D）是为了解决系统存在的超调问题而引入的，它通过对误差的变化率进行调整。
具体来说，微分控制会将误差的变化率与一个常数进行相乘，并输出到系统中。
通过微分控制，系统可以在误差大幅度变化时降低输出量的变化速度，从而减小超调量。
除了PID算法的三个部分，还需要根据实际情况来调节PID算法的参数，以实现更准确的控制效果。
调节PID算法的口诀有三个重要的方面：1.比例项（P项）的调节：-当P项过大时，系统容易产生超调，并且响应速度较快，但稳定性较差；-当P项过小时，系统的响应速度较慢，并且稳态误差较大；-因此，需要通过改变P项的大小来调节系统的超调量和响应速度。
2.积分项（I项）的调节：-当I项过大时，系统容易产生超调，并且响应速度较慢；-当I项过小时，系统的稳态误差较大；-因此，需要通过改变I项的大小来调节系统的超调量和稳态误差。
3.微分项（D项）的调节：-当D项过大时，系统容易产生振荡，并且响应速度较快；-当D项过小时，系统的超调量较大；-因此，需要通过改变D项的大小来调节系统的振荡情况和超调量。
S7-200PLC PID和模拟量
S7-200PLC 模拟量处理&PID汇总该资料分为两部分，上半部分主要讲了模拟量模块的信号处理和接线方式。
下半部分主要讲了PID 参数功能汇总和注意事项，以及某些问题的解决方法。
可根据需要看自己需要的那部分资料。
模拟量模块接线和数据处理。
EM235 是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4 路模拟量输入和1 路模拟量输出功能。
模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX 和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。
对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辩率。
224XP自带2路模拟量输入和1路模拟量输出。
224XP模拟量部分的共6个端子，分别是模拟量输出的M、I、V和模拟量输入的M、A+、B+。
输出的M与电源的M等电位，V对M输出0-10VDC，I对M输出0-20mA。
但V、I只能使用其一，不能同时使用。
输入的A+对M，B+对M都是输入0-10VDC，两路模拟量输入共用1个M 端子；对应AIW0、AIW2的值是0-320000－－10V电压信号和4－－20mA电流信号举一例：如下图：模拟电压输入（电流输入、输出与电压接线相似）模拟电压输出224XP没有电流输入端子。
如果要输入电流0-20（或4-20）mA，要并联1个电阻，将电流输入转换成电输入。
/CPU 224XP分两种，一是：CPU 224XP DC/DC/DC ；二是：CPU 224XP AC/DC/继电器模拟量都是：2输入1输出。
模拟量输入类型：单端输入；电压范围：±10V ；数据字格式，满量程：- 32,000 至+ 32,000模拟量输入接线端子是：M, A+, B+解释如下：第一个模拟量输入：M与A+之间仅可以输入电压，不可输入电流，可以是正电压，也可以是负电压，两端之间电压不是20伏，可以是正10伏，也可以是负10伏。
模拟量采集的一般方法
模拟量采集的⼀般⽅法
随着我国⼯业⽔平的提.氰，⼯业现场的测量控制越来越吸要，测量的精度，数据的稳定性等指标均有了较⼤的提⾼。
⼀个良好的数据采集卡能够为复杂环境下的数据采集带来很多便利。
的⼀般⽅法
在⼯中⽣产过程中，被测参数，如温度、流量、JI之⼒、液位、速度等都是连续变化的量，称为模拟量。
⽽单⽚机处理的数据只能是数字量，所以数拟在进⼊单⽚机之前，必须把模拟量转换成数字量(也即A/D转换)。
需要⽤到的主要器件有:多路开关、采样保持器、A/D转换器等，其中A/D转换器是核⼼部件。
A/D转换器的种类很多，就位数来分，有8位、10位、12位等，位数越⾼，其分辨率也越⾼，但价格也越贵。
就结构⽽⾔，有⽺⼀的A/D转换器(如ADC0801. AD673等)，有内含多路开关的A/D转换器(如ADC0809. ADC0816均带多路开关)。
随着⼤规模集成电路的发展，⼜⽣产出多功能A/D转换芯⽚，AD363就是它的⼀种典型芯⽚。
其内部具有16路多路开关、数据放⼤器、采样保持器及12位A/D转换器，其⽊⾝就⼰构成⼀个完整的数据采集系统。
近年来，随着微型计算机的⼤量使⽤，出现了许多物美价廉的A/D转换器。
第9讲 模拟量处理及PID控制
INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它； I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当 此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢 或系统反应不够时可以考虑使用积分初值； 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） MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON选择有效； GAIN ： REAL：比例增益； TI ： TIME：积分时间； TD ： TIME：微分时间；
UNIPOLAR：假定输出整型值介于0和27648之间，因此， K1 = 0.0，K2 = +27648.0 如果输入值超出LO_LIM和HI_LIM范围，输出(OUT)将钳位 于距其类型(BIPOLAR或UNIPOLAR)的指定范围的下限或上限 较近的一方，并返回一个错误。
FC106参数
3、FB41
（1）常用输入参数： 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；
自动化控制系统中的PID控制方法与调参技巧
自动化控制系统中的PID控制方法与调参技巧自动化控制系统是现代工业生产中的重要组成部分，而PID控制是其中最常用和最基础的控制方法之一。
PID控制器由比例、积分和微分三个部分组成，通过不断调节控制器的参数，可以实现对系统的稳定性和响应速度进行调节。
本文将介绍PID控制的基本原理、具体方法以及常用的调参技巧。
1. PID控制的基本原理PID控制器的基本原理是通过比较实际输出值与期望输出值的差异，计算控制量，从而实现对系统的闭环控制。
具体来说，PID控制器通过以下三个部分的组合计算得到控制量：- 比例部分：根据实际输出值与期望输出值的差异，以一定比例调节控制量。
比例调节可以快速响应系统的变化，提高系统的稳定性。
- 积分部分：根据实际输出值与期望输出值的积分计算调节控制量。
积分调节可以消除静态误差，提高系统的精度和稳定性。
- 微分部分：根据实际输出值的变化率计算调节控制量。
微分调节可以预测系统变化的趋势，减小系统的超调和震荡，提高系统的响应速度和稳定性。
通过不断调节PID控制器的参数，可以实现对系统的动态响应特性进行优化，使系统更好地满足实际要求。
2. 传统PID控制方法传统的PID控制方法是根据经验和试验，手动调节控制器的参数。
具体步骤如下：- 设置比例增益：增大比例增益可以提高系统的响应速度，但也容易引起系统的超调和震荡。
一般情况下，可以先将比例增益设为1，然后逐步增大，直到系统产生超调为止。
- 设置积分时间：增大积分时间可以减小系统的静态误差，但同时也会增大系统的超调和震荡。
可以根据系统的特性和要求，逐步增大积分时间，直到达到目标。
- 设置微分时间：增大微分时间可以减小系统的超调和震荡，但也会降低系统的响应速度。
可以根据系统的实际情况，逐步增大微分时间，直到满足要求。
通过反复试验和调节，手动调整PID控制器的参数，可以使系统达到理想的控制效果。
然而，传统的PID调参方法费时费力，并且对控制器的稳定性和鲁棒性要求较高。
第三章数字PID控制算法
第三章数字PID控制算法
数字PID控制算法是一种基于数字信号处理技术的PID控制算法。
它
将传统的模拟PID控制算法转化为数字形式，通过采样、离散化和数值运
算等过程实现控制系统的自动调节。
数字PID控制算法主要包括以下几个步骤：
1.信号采样：通过模数转换器将被控系统的输出信号转化为数字信号，以便进行后续的离散化处理。
2.离散化：将连续时间域的PID控制算法转化为离散时间域的算法。
通常采用离散化的方法有Z变换法、欧拉法等。
3.数值运算：根据离散化得到的差分方程，通过数值运算得到当前时
刻的控制量。
常用的数值运算方法有增量式PID算法、位置式PID算法等。
4.输出控制信号：根据计算得到的控制量，通过数字信号处理器将其
转化为模拟信号，作为控制器的输出信号，控制被控对象。
数字PID控制算法相对于模拟PID控制算法具有以下优点：
1.精度高：数字PID控制算法通过离散化处理可以实现更精确的控制，提高控制系统的响应速度和稳定性。
2.灵活性强：数字PID控制算法可以通过调节离散参数来实现不同的
控制效果，适应不同的被控对象和控制要求。
3.可编程性好：数字PID控制算法可以通过编程的方式实现，便于调
试和修改，提高系统的可维护性和可扩展性。
数字PID控制算法在工业控制、自动化设备、机器人等领域得到广泛应用，并且随着数字信号处理技术的不断发展，数字PID控制算法也在不断优化和改进，为实现更高效、精确的控制提供了强大的工具。
PID算法的通俗讲解及调节口诀
PID算法的通俗讲解及调节口诀PID算法是一种常用的控制算法，用于控制系统中的反馈回路，以使系统的输出能够接近所需值。
PID算法的基本原理是通过不断调节控制器的输出信号，使系统的实际输出与期望输出之间的误差最小化。
在这篇文章中，我们将用通俗的语言来解释PID算法的原理，并提供一些调节的口诀。
首先，让我们来了解一下比例控制部分。
比例控制的作用是根据当前的误差值，产生一个与之成比例的输出信号。
比例控制的公式为：输出信号=比例系数*误差值比例系数是一个常数，用于确定比例控制的权重。
当误差值较大时，比例控制会产生较大的输出信号，从而加大纠正的力度。
但是，如果比例系数设置得过大，可能会导致系统产生过冲或震荡的现象。
接下来是积分控制部分。
积分控制的作用是根据误差值的累积量，产生一个与之成比例的输出信号。
积分控制的公式为：输出信号=积分系数*误差值的累积量积分系数也是一个常数，用于确定积分控制的权重。
积分控制的作用是消除系统的稳态误差，即系统输出值与期望输出值之间的偏差。
当误差值较大时，积分控制会逐渐增加输出信号，直到误差值降至接近于零为止。
然而，如果积分系数设置得过大，可能会导致系统产生震荡的现象。
最后是微分控制部分。
微分控制的作用是根据误差值的变化率，产生一个与之成比例的输出信号。
微分控制的公式为：输出信号=微分系数*误差值的变化率微分系数也是一个常数，用于确定微分控制的权重。
微分控制的作用是抑制系统的瞬态响应，即系统输出值发生变化时的过渡过程。
当误差值的变化率较大时，微分控制会产生较大的输出信号，从而减小系统的瞬态响应。
但是，如果微分系数设置得过大，可能会导致系统产生过冲或震荡的现象。
综上所述，PID控制的输出信号等于比例控制、积分控制和微分控制三个部分的加权和：输出信号=比例系数*误差值+积分系数*误差值的累积量+微分系数*误差值的变化率现在我们来看一下PID算法的调节口诀。
根据经验和实践，我们总结了以下的调节口诀：1.比例系数：首先调节比例系数，使系统能够快速响应。
PID调节-指令用法与设置步骤-模拟量和PWM-自编
S7-300的PID调节一．PID的应用场合PID调节（P比例，I积分，D微分）：常用于需要用温度，液位，压力等闭环控制动作的场所。
常用的PID调节有三种：A.用温控等仪表进行调节，但是一般常规仪表只有一路PID控制通道，如果要实现多路PID控制，就需要很多仪表，成本过高，且不便于集中处理。
B.用PLC中的FB41/FB58块（模拟量输出控制，FB41/FB58 就相当于我们常规仪表里的控制器，FB58是专用于温度控制的块，但是占CPU 资源过大），需要用到的硬件为：1. PLC：CPU及模拟量输入输出模块；2. 传感器：接收压力，温度等信号；3. 变送器：将温度，压力等信号转换成电流或电压信号，依所用的模块可以取舍，例如如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块（直接接热电阻信号）的功能，温度变送器可以不用；4. 功率调节器（调压模块）{必备}：接入模拟量输出模块，用模拟量输出的调节，调节电压大小，进行恒定的输出，控制被执行元件（例如加热器）；5.加热/加压器：最后的执行元件，接在功率调节器上，用来升/降温度和压力等；简易结构如下图：C.对于无法用模拟量控制的硬件，比如冷却风扇的启停等，只能用开关量控制，可以用PID算法（PWM）控制固态继电器(SSR)的通断，实现对温度的控制（FB41联合FB43,或者FB41联合FB59或者FB58联合FB59使用，FB58，FB59是专用于温度调节的块，但是占用CPU资源过大）。
控制原理：温度传感器检测到传感器的温度信号，经温度变送器将温度值转换成4~20mA的电流信号，送入PLC AI模块。
PLC把这个测量信号经过标度变换与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出PWM控制信号，经PWM来控制固态继电器的通断，来间接调节加热元件等的通断，从而实现温度的连续控制。
需要的元器件：1.固态继电器：与方法B相比，是将B中的功率调节器换成了固态继电器；2.其他与B类似，如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块（直接接热电阻信号）的功能，温度变送器可以不用；二．下面主要介绍方法B和C的原理和程序编写：二．1 方法B—用PLC中的FB41块（模拟量输出控制）：PLC需要用到的块为：OB35,FB41,FC105（若用RTD模块接收温度可不用）,FC106。
模拟量的使用和PID调节
模拟量的使用和PID调节程序中硬件的组态：模拟量模块的属性设置这里以输入模块做案例，输出模块和输入模块设置是一样的。
OK程序的编写：在S7-300PLC内，模拟量转换的数值是-27648到+27648-10V到10V对应-27648到276480到10v 对应0到+ 27 ...程序中硬件的组态：模拟量模块的属性设置这里以输入模块做案例，输出模块和输入模块设置是一样的。
OK程序的编写：在S7-300plc内，模拟量转换的数值是-27648到+27648-10V到10V对应-27648到276480到10v 对应0到+ 27648-20mA到20mA对应-27648到276480mA到20mA对应0到276484mA到20mA对应0到27648（没有偏执）温度以实际温度放大10倍处理（有不同的情况，详情看模块手册）名词解释：单极性，指0到27648双极性，指-27648到27648下面对模拟量处理经常使用的两个系统功能SFC105和SFC106进行说明：SFC105的作用是将PLC内部的模拟量（-27648到27648），转化成我们能看懂的具体实际物理量（列如速度，温度，压力，频率等）N：模拟量的反馈值（PQW），就是系统接受到的-27648到27648的值。
HI_LIM：实际物理量的上限标定（最高频率，最高温度，最高压力等）浮点数。
HL_IM：实际物理量的下线标定（最低频率，最低温度，最低压力等）浮点数。
BIPOLAR：极性选择，为“0”的时候是单极性，为“1”的时候是双极性。
RET_VAL:故障代码。
OUT：转换的结果（D），模拟量转换成的实际物理量。
模拟演示：SFC106的作用是将具体实际物理量（列如速度，温度，压力，频率等）转化成PLC内部的模拟量（-27648到27648），IN:实际物理量输入（列如速度，温度，压力，频率等）HI_LIM：实际物理量的上限标定（最高频率，最高温度，最高压力等）浮点数。
PLC模拟量及PID控制
任务一： PLC模拟量控制及应用
3．模拟量数据的处理 模拟量输入信号的整定通常需要考虑以下问题： 1）模拟量输入值的数字量表示方法
即模拟量输入模块输入数据的位数是多少？是否从数据字的第0位开始？若 不是，应进行移位操作使数据的最低位排列在数据字的第0位上，以保证数 据的准确性。如EM231模拟量输入模块，在单极性信号输入时，其模拟量 的数字值是从第3位开始的，因此数据整定的任务是把该数据字右移3位。
MSB
15 0 14 13 12 11来自10 9 8 7 6 5 4 3 0 2 0 1 0 11 位数据值 电流输出数据格式
LSB
0 0
MSB
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 0 电压输出数据格式 2 0 1 0 12 位数据值
LSB
0 0
任务一： PLC模拟量控制及应用
任务一： PLC模拟量控制及应用
4．模拟量输入/输出举例
例1 从模拟量输入通道AIW2读
取0～10V的模拟量，并将其存 入VW100中。程序如图所示。
EM231的DIP开关中SW1、SW2、
SW3分别设置为ON、OFF、ON， 设定的量程为单极性0～10V，输 入数据范围为0～32000，其数据 格式参见前文所述。 利用实验板上的电位器可以输入 0～10V电压，可以用“图状态” 方式观察VW100中数据的变化。
任务一： PLC模拟量控制及应用
1．模拟量输入
（4）输入模拟量的读取 每个模拟量占用一个字长（16位），其中数据占12位，依据输入模拟量
的极性，其数据字格式有所不同，其格式如图7-3所示。
MSB
15 0 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 0 1 0 12 位数据值 单极性数据格式
pid控制思路 -回复
pid控制思路-回复什么是PID控制？PID控制是一种常见的控制算法，用于追踪一个预设目标值或稳定一个系统变量。
PID控制器的名称来自其三个组成部分：比例（P）、积分（I）和微分（D）。
这些组成部分合作工作，以根据当前系统状态和目标值来调整控制器的输出。
1. 比例（P）控制：比例控制使用一个比例常数，比如kP，来计算控制器输出与目标值之间的差异。
这个差异乘以比例常数后，就可以得到一个与目标值之间的误差信号。
比例控制可以帮助系统快速接近目标值，但不能确保稳定。
2. 积分（I）控制：积分控制使用一个积分常数，比如kI，来计算系统误差的累积值。
这个累积值乘以积分常数后，就可以得到一个对系统误差的补偿信号。
积分控制可以帮助系统消除持续的误差，并增强系统的稳定性。
3. 微分（D）控制：微分控制使用一个微分常数，比如kD，来计算系统误差的变化率。
这个变化率乘以微分常数后，就可以得到一个对系统误差变化率的补偿信号。
微分控制可以帮助系统更好地响应目标变化，并抑制系统的震荡。
如何确定PID控制器的参数？PID控制器的参数（kP、kI和kD）对于系统的稳定性和性能至关重要。
为了找到合适的参数，可以采取以下步骤：1. 初始参数设定：可以根据经验或系统的特性初始设置PID参数。
比如，可以将kP设置为一个较大的值，以便快速接近目标值；可以将kI设置为一个较小的值，以减少系统的过调响应；可以将kD设置为零，因为初始时系统的误差变化率一般较小。
2. 调整比例参数（kP）：首先，保持积分和微分参数为零，只调整比例参数。
逐步增大或减小kP 的值，观察系统响应，直到达到最佳的稳态性能。
如果系统超调较大或稳态误差较大，可以适当调整kP的值。
3. 调整积分参数（kI）：通过增加或减少kI的值，观察系统的稳态误差是否能够进一步减小。
如果积分过大，可能会导致系统超调或震荡；如果积分过小，可能无法完全消除稳态误差。
4. 调整微分参数（kD）：通过增加或减少kD的值，观察系统对目标变化的响应是否更为平滑。
模拟量模块的使用及信号的采集与处理
模拟量模块的使用及信号的采集与处理模拟量模块是一种用于采集和处理模拟量信号的设备。
它通过连接传感器与计算机系统，将物理世界中的模拟量信号转化为数字信号，以便计算机系统能够对其进行进一步的处理和分析。
下面将详细介绍模拟量模块的使用以及信号的采集与处理。
1.模拟量模块的使用：连接完成后，打开相应的软件程序，可以配置模拟量模块的参数，如采样率、增益等。
模拟量模块通常具有多个输入通道，可以同时采集多个模拟量信号。
用户可以选择需要采集的通道，并设置采样的时间间隔。
配置完成后，点击开始采集按钮，模拟量模块开始采集模拟量信号。
2.信号的采集与处理：信号采样是指定时间间隔内对信号值进行测量。
采样率是指每秒钟采样的次数。
采样率越高，对信号的采样越精确，但也会增加数据量和计算量。
通过模拟量模块的软件界面，用户可以设置采样率以及采样的时间长度。
信号处理是指对采集到的信号进行滤波、放大、修正等操作，以得到预期的结果。
例如，通过滤波操作可以去除信号中的噪声，提高信号质量。
而信号放大可以将小幅度的信号放大到适合计算机处理的范围。
处理完成后，用户可以将采集到的信号保存到计算机系统中，以备后续分析和应用。
总结：模拟量模块的使用及信号的采集与处理是实现模拟量信号数字化的重要步骤。
通过模块的连接和配置，可以方便地采集模拟量信号，并对其进行进一步的处理和分析。
信号采集和处理的精度和效果对模拟量信号的后续应用起着至关重要的作用。
因此，在使用模拟量模块进行信号采集与处理时，用户需要充分了解模块的功能与特性，并根据实际需求进行相应的配置和选择。
PID调节-指令用法与设置步骤-模拟量和PWM-自编
S7-300的PID调节一．PID的应用场合PID调节（P比例，I积分，D微分）：常用于需要用温度，液位，压力等闭环控制动作的场所。
常用的PID调节有三种：A.用温控等仪表进行调节，但是一般常规仪表只有一路PID控制通道，如果要实现多路PID控制，就需要很多仪表，成本过高，且不便于集中处理。
B.用PLC中的FB41/FB58块（模拟量输出控制，FB41/FB58 就相当于我们常规仪表里的控制器，FB58是专用于温度控制的块，但是占CPU 资源过大），需要用到的硬件为：1. PLC：CPU及模拟量输入输出模块；2. 传感器：接收压力，温度等信号；3. 变送器：将温度，压力等信号转换成电流或电压信号，依所用的模块可以取舍，例如如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块（直接接热电阻信号）的功能，温度变送器可以不用；4. 功率调节器（调压模块）{必备}：接入模拟量输出模块，用模拟量输出的调节，调节电压大小，进行恒定的输出，控制被执行元件（例如加热器）；5.加热/加压器：最后的执行元件，接在功率调节器上，用来升/降温度和压力等；简易结构如下图：C.对于无法用模拟量控制的硬件，比如冷却风扇的启停等，只能用开关量控制，可以用PID算法（PWM）控制固态继电器(SSR)的通断，实现对温度的控制（FB41联合FB43,或者FB41联合FB59或者FB58联合FB59使用，FB58，FB59是专用于温度调节的块，但是占用CPU资源过大）。
控制原理：温度传感器检测到传感器的温度信号，经温度变送器将温度值转换成4~20mA的电流信号，送入PLC AI模块。
PLC把这个测量信号经过标度变换与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出PWM控制信号，经PWM来控制固态继电器的通断，来间接调节加热元件等的通断，从而实现温度的连续控制。
需要的元器件：1.固态继电器：与方法B相比，是将B中的功率调节器换成了固态继电器；2.其他与B类似，如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块（直接接热电阻信号）的功能，温度变送器可以不用；二．下面主要介绍方法B和C的原理和程序编写：二．1 方法B—用PLC中的FB41块（模拟量输出控制）：PLC需要用到的块为：OB35,FB41,FC105（若用RTD模块接收温度可不用）,FC106。
模拟量采集和进行PID处理时较常见的思路
模拟量采集和进⾏PID处理时较常见的思路
模拟量采集和进⾏相应的PID处理时，⽐较常见的思路是：
⼀：先将采集到的模拟量值（如通道为AIW0) 右移三位后，付给⼀个寄存器（如⾼数计数寄存器AC0）；
⼆：将寄存器⾥的数值先转化为双整数DI，再转化为实数R；
三：将转换为实数的数值除以32000，得到⼀个0～1.0之间的数值；
四：如果要进⾏PID运算，可直接将介于0～1.0之间的数值直接付给PID控制回路单元寄存器的过程值寄存器（如VD100）
五：将PID计算控制输出值M乘以32000.0，再转换为整数输出。
模拟量到数字量转换器的12位读数是左对齐的。
最⾼位是符号位，也就是说最低的3位是没有⽤的，始终为000，所以为了得到真正的模拟量值需要右移3位；
2.赋值给PID运算的⼀定是0-1之间的数，举个例⼦说：
⼀个⽔房要保持⼀定的⽔位，输⼊反馈为⽔池底部的⼀个压⼒传感器，输出装置为⼀个阀门开关0-270开度，假定阀门的另⼀端⼀直有⽔，这样就组成⼀个简单的PID回路：
【输⼊反馈】压⼒传感器【0-10Bar，4-20mA】
【输出】阀门【0-270度，1-10V 】
【设定值】要求⽔深5⽶
通过上述可以看出来，输⼊反馈，输出，设定值单位都不⼀样，如何解决呢？
PID⾥是这样解决的：将输⼊反馈，输出，设定值都除以他们的最⼤范围，得到⼀个0-1之间的数，需要输出的时候再将0-1之间的数乘以最⼤范围就可以了
当然上述的设定值与反馈值不是⼀个单位，需要将设定值5⽶转换成相应的Bar单位如3.5Bar，将3.5Bar/最⼤压⼒10Bar=0.35这就是设定值。
pid采样原理
pid采样原理PID（Proportional Integral Derivative）是一种经典的控制算法，广泛应用于工业控制和自动化领域。
PID控制器根据系统的误差（Error）来调整输出信号，使得系统能够快速、稳定地响应。
PID 采样原理是PID控制器的基础，它决定了控制器如何根据输入信号和误差来计算输出信号。
在PID采样原理中，采样是指根据一定的频率对输入信号进行离散化处理。
离散化处理可以将连续的输入信号转换为离散的采样值，从而方便计算机进行处理。
采样频率的选择对于控制系统的稳定性和性能起着重要作用。
如果采样频率过低，可能会导致系统响应不及时，产生较大的误差；而采样频率过高，则会增加计算负载，导致系统的实时性下降。
在PID控制中，采样频率的选择通常根据被控对象的特性和控制要求进行确定。
一般来说，对于快速响应的系统，采样频率应该高于被控对象的截止频率，以确保系统能够及时响应变化；而对于慢速响应的系统，采样频率可以适当降低，以减少计算负载。
此外，还需要考虑到控制器的计算能力和系统的实时性要求。
在进行PID采样时，首先需要将输入信号转换为数字信号。
常用的方法有脉冲编码调制（PCM）和脉冲宽度调制（PWM）等。
脉冲编码调制是将连续的模拟信号转换为一系列的脉冲信号，其中脉冲的宽度和幅度代表了输入信号的大小；脉冲宽度调制是通过改变脉冲的宽度来调整输出信号的大小。
这些方法都可以将连续的输入信号转换为离散的数字信号，从而方便进行计算和处理。
在进行PID计算时，首先需要计算误差。
误差是指实际输出值与期望输出值之间的差异。
根据误差的大小和变化趋势，PID控制器可以根据不同的调节策略来计算输出信号。
比例控制（P）通过乘以一个比例系数来调整输出信号，使得输出与误差成正比。
积分控制（I）通过累加误差来调整输出信号，使得输出能够消除持续的偏差。
微分控制（D）通过计算误差的变化率来调整输出信号，使得输出能够快速响应变化。
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模拟量采集和进行相应的PID处理时，比较常见的思路是：
一：先将采集到的模拟量值（如通道为AIW0) 右移三位后，付给一个寄存器（如高数计数寄存器AC0）；
二：将寄存器里的数值先转化为双整数DI，再转化为实数R；
三：将转换为实数的数值除以32000，得到一个0～1.0之间的数值；
四：如果要进行PID运算，可直接将介于0～1.0之间的数值直接付给PID控制回路单元寄存器的过程值寄存器（如VD100）
五：将PID计算控制输出值M乘以32000.0，再转换为整数输出。
模拟量到数字量转换器的12位读数是左对齐的。
最高位是符号位，也就是说最低的3位是没有用的，始终为000，所以为了得到真正的模拟量值需要右移3位；
2.赋值给PID运算的一定是0-1之间的数，举个例子说：
一个水房要保持一定的水位，输入反馈为水池底部的一个压力传感器，输出装置为一个阀门开关0-270开度，假定阀门的另一端一直有水，这样就组成一个简单的PID回路：
【输入反馈】压力传感器【0-10Bar，4-20mA】
【输出】阀门【0-270度，1-10V 】
【设定值】要求水深5米
通过上述可以看出来，输入反馈，输出，设定值单位都不一样，如何解决呢？
PID里是这样解决的：将输入反馈，输出，设定值都除以他们的最大范围，得到一个0-1之间的数，需要输出的时候再将0-1之间的数乘以最大范围就可以了
当然上述的设定值与反馈值不是一个单位，需要将设定值5米转换成相应的Bar单位如3.5Bar，将3.5Bar/最大压力10Bar=0.35 这就是设定值。