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pid professional 软件包包含 modular pid control 和 standard pid control这两个软件包。

两种控制器解决方案均包含调试函数块和标准函数块，适用于广泛的控制器结构。

该调试软件具有直观和易于使用的界面。

还针对这两种控制器提供了大量实施示例。这样就简化了不同控制器结构的实施。

以下现成可用的 pid 控制器提供有 standard pid control：

带有用于积分末控元件的开关量输出的固定设定点控制器

带有用于比例末控元件的开关量输出的固定设定点控制器

多回路比例控制器

混合式控制器

级联控制器

通过 modular pid control 的 27个标准函数块，用户也可以实施每种所需的控制器结构。为便于学习，提供了清晰而便于掌握的应用示例，有助于实施所需的 pid控制器。

功能软件调试

该组态工具已无缝集成到 step 7 (tia portal) 中。它有如下功能：

调试画面：
该调试软件包含调试 modular pid control 和 standard pid control 所需的全部画面。

使用趋势视图：
趋势视图用于以图形方式来描绘设定点、实际值和操纵变量与时间的关系。趋势视图的值将按组态的时间间隔进行更新。这对于验证过程质量非常有益，可帮助进行故障排除。

控制电路优化向导：
使用 pid self-tuner，即使不具备控制系统方面的任何知识，也可进行清晰而简便的控制器优化和调试。

使用连续 pid 控制器时的可变瞬态响应：
可以对控制回路的瞬态响应进行预先选择，以使控制回路在发生大约 10%过冲后稳定下来，从而取得动态响应。若不需要这样，则可以设置非周期的稳定（无过冲）。

用户友好的关联帮助：
在程序中的任何位置，都可根据需要获得相应帮助

多种性能等级的cpu，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

simatic s7-300 可以通用：

具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性，因此拥有极高的工业适用性。

s7-300f

simatic s7-300f故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。

s7-300f 符合以下安全要求：

要求等级 ak 1 至 ak 6，根据 din v 19250/din v vde 0801

安全要求等级 sil 1 至 sil 3，根据 iec 61508

cat1 至 cat4，根据 en954-1

另外，标准模块也可在 s7-300f中与故障安全模块一起使用。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

设计s7-300

概述

s7-300 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。

系统包含下列组件：

a cpu:
不同的 cpu 可用于不同的性能范围，包括具有集成 i/o 和对应功能的 cpu 以及具有集成 profibusdp、profinet 和点对点接口的 cpu。

用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (sm)。

用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (cp)。

用于高速计数、定位（开环/闭环）及 pid 控制的功能模块（fm）。

根据具体要求，也可使用下列模块：

负载电源 (ps) 用于将 simatic s7-300 连接到 120/230vac 电源电压。

接口模块 (im) 用于连接多层配置中的中央控制器 (cc) 和扩展单元 (eu)。
simatic s7-300 可通过跨 cc 和 3 个 eu 分布的多 32个模块来操作。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。

适合扩展环境条件的 siplus 模块：
适合温度范围 -25 至 +60°c、较高湿度、冷凝和结霜负荷条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 ip20机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 ip65 外壳。

设计

s7-300 的简单设计使其功能多样，易于维护：

安装模块：
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。

集成背板总线：
集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。

模块采用机械编码，更换极为容易：
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。

现场证明可靠的连接：
对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。

top 连接：
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。

规定的安装深度：
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。

无插槽规则：
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。

扩展

如果用户需要使用 8 个以上插槽来安装其自动化任务中的信号模块、功能模块或通信处理器模块，则可以将 s7-300（cpu312 和cpu312c 除外）扩展：

中央控制器和3个扩展机架多可连接32个模块：
总共可将 3 个扩展装置（eu）连接到中央控制器（cc）。每个 cc/eu 可以连接八个模块。

通过接口模板连接：
每个 cc / eu 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 cpu 旁边的插槽中并自动处理与扩展装置的通信。

通过 im365 进行扩展：
1 个扩展装置远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。

通过 im 360/361 扩展：
3 个扩展装置， cc 与 eu 之间以及 eu 与 eu 之间的远距离为 10m。

物理隔离安装：
对于单独的 cc/eu，也能够以更远的距离安装。两个相邻 cc/eu 或 eu/eu 之间的距离：大 10 m

灵活的安装选件：
cc/eu 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以大限度满足空间要求。

通信

s7-300 具有不同的通信接口：

连接 as-interface、profibus 和 profinet/工业以太网总线系统的通信处理器。

用于点到点连接的通讯模块。

多点接口 (mpi)，集成到 cpu 中；
用于同时连接编程器/pc、hmi 系统和其它 simatic s7/c7 自动化系统的低成本解决方案。

通过 profibus dp 进行过程通信

simatic s7-300 通过通信模块或配有集成式 profibus dp 接口的 cpu 连接到 profibus dp总线系统。通过带有 profibus dp 主站/从站接口的 cpu，可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，profibus dp 上的分布式i/o处理与集中式i/o处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

以下设备可作为主站连接：

simatic s7-300
（使用带 profibus dp 接口的 cpu 或 profibus dp cp）

simatic s7-400
（使用带 profibus dp 接口的 cpu 或 profibus dp cp）

simatic c7
（通过配有 profibus dp 接口的 c7，或通过 profibus dp cp）

simatic s5-115u/h、s5-135u 和 s5-155u/h，带 im 308

simatic 505

出于性能原因，每条线路上连接的主站不得超过 2 个。

以下设备可作为从站连接：

et 200 分布式 i/o 设备

s7-300，通过 cp 342-5

cpu313c-2 dp，cpu314c-2 dp，cpu314c-2pn/dp，cpu315-2 dp，cpu 315-2pn/dp，cpu317-2 dp，cpu317-2 pn/dp 和 cpu319-3 pn/dp

c7-633/p dp，c7-633 dp，c7-634/p dp，c7-634 dp，c7-626dp，c7-635，c7-636

现场设备

虽然带有 step 7 的编程器/pc 或 op 是总线上的主站，但是只使用 mpi 功能，另外通过 profibus dp也可部分提供 op 功能。

通过 profinet io 进行过程通信

simatic s7-300 通过通信模块或配有集成式 profinet 接口的 cpu 连接到 profinet io总线系统。通过带有 profibus 接口的 cpu，可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，profinet io 上的分布式 i/o 处理与集中式 i/o 处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

可将下列设备作为 io 控制器进行连接：

simatic s7-300
（使用配备 profinet 接口或 profinet cp 的 cpu）

simatic et 200
（通过带有 profinet 接口的 cpu）

simatic s7-400
（使用配备 profinet 接口或 profinet cp 的 cpu）

可将下列设备作为 io 设备进行连接：

et200s im151-8pn/dpcpu, et200pro im154-8pn/dpcpu

6es7 307-1ba01-0aa0电源模块(2a)6es7 307-1ea01-0aa0电源模块(5a)6es7307-1ka02-0aa0电源模块(10a)cpu
6es7 312-1ae13-0ab0cpu312，32k内存6es7 312-1ae14-0ab0
6es7 312-5be03-0ab0
6es7312-5bf04-0ab0cpu312c，32k内存 10di/6do6es7313-5bf03-0ab0
6es7313-5bg04-0ab0cpu313c，64k内存 24di/16do / 4ai/2ao6es7313-6bf03-0ab0
6es7313-6bg04-0ab0cpu313c-2ptp，64k内存 16di/16do6es7313-6cf03-0ab0
6es7313-6cg04-0ab0cpu313c-2dp，64k内存 16di/16do6es7313-6cf03-0am0cpu313c-2dp，64k内存 16di/16do组合件（6es7313-6cf03-0ab0+6es7 392-1am00-0aa0）6es7314-1ag13-0ab0cpu314,96k内存6es7 314-1ag14-0ab0cpu314,128k内存6es7314-6bg03-0ab0
6es7314-6bh04-0ab0cpu314c-2ptp 96k内存 24di/16do / 4ai/2ao6es7314-6cg03-0ab0
6es7314-6ch04-0ab0cpu314c-2dp 96k内存 24di/16do / 4ai/2ao6es7314-6eh04-0ab0cpu314c-2pn/dp 192k内存/24di/16do/ 4ai/2ao6es7314-6cg03-9am0cpu314c-2dp 96k内存 24di/16do / 4ai/2ao组合件(6es7314-6cg03-0ab0+6es7 392-1am00-0aa0*2)6es7 315-2ag10-0ab0cpu315-2dp,128k内存6es7 315-2ah14-0ab0cpu315-2dp, 256k内存6es7315-2eh13-0ab0
6es7315-2eh14-0ab0cpu315-2 pn/dp, 256k内存6es7317-2aj10-0ab0
6es7317-2ak14-0ab0cpu317-2dp,512k内存6es7 317-2ek13-0ab0
6es7317-2ek14-0ab0cpu317-2 pn/dp,1mb内存6es7318-3el00-0ab0
6es7318-3el01-0ab0cpu319-3pn/dp,1.4m内存内存卡
6es7 953-8lf20-0aa0simatic micro内存卡64kbyte(mmc)6es7953-8lf30-0aa0
6es7 953-8l20-0aa0simaticmicro内存卡128kbyte(mmc)6es7953-8lg30-0aa0 
6es7 953-8lj20-0aa0simaticmicro内存卡512kbyte(mmc)6es7953-8lj30-0aa0
6es7 953-8ll20-0aa0simaticmicro内存卡2mbyte(mmc)6es7953-8ll31-0aa0
6es7 953-8lm20-0aa0simaticmicro内存卡4mbyte(mmc)6es7953-8lm31-0aa0
6es7 953-8lp20-0aa0simaticmicro内存卡8mbyte(mmc)6es7953-8lp31-0aa0
开关量模板
6es7 321-1bh02-0aa0开入模块（16点，24vdc）6es7321-1bh02-9aj0开入模块（16点，24vdc）组合件 (6es7 321-1bh02-0aa0+6es7392-1aj00-0aa0)6es7 321-1bh10-0aa0开入模块（16点，24vdc）6es7321-1bh50-0aa0开入模块（16点，24vdc，源输入）6es7321-1bh50-9aj0开入模块（16点，24vdc，源输入）组合件 (6es7 321-1bh50-0aa0+6es7392-1aj00-0aa0)6es7 321-1bl00-0aa0开入模块（32点，24vdc）6es7321-1bl00-9am0开入模块（32点，24vdc）组合件 (6es7 321-1bl00-0aa0+6es7392-1am00-0aa0)6es7 321-7bh01-0ab0开入模块（16点，24vdc，诊断能力）6es7321-1el00-0aa0开入模块（32点，120vac）6es7321-1ff01-0aa0开入模块（8点，120/230vac）6es7321-1ff10-0aa0开入模块（8点，120/230vac）与公共电位单独连接6es7321-1fh00-0aa0开入模块（16点，120/230vac）6es7321-1fh00-9aj0开入模块（16点，120/230vac） (6es7 321-1fh00-0aa0+6es7392-1aj00-0aa0)6es7 321-1ch00-0aa0开入模块（16点，24/48vdc）6es7321-1ch20-0aa0开入模块（16点，48/125vdc）6es7 321-1bp00-0aa0光电隔离，每组 16，64di，dc 24v，3ms，漏/源6es7 322-1bp00-0aa0光电隔离，每组 16，64 do，dc24v，0.3a（源），总电流2a/组6es7 322-1bh01-0aa0开出模块（16点，24vdc）6es7322-1bh01-9aj0开出模块（16点，24vdc） (6es7 322-1bh01-0aa0+6es7392-1aj00-0aa0)6es7 322-1bh10-0aa0开出模块（16点，24vdc）高速6es7322-1cf00-0aa0开出模块（8点，48-125vdc）6es7322-8bf00-0ab0开出模块（8点，24vdc）诊断能力6es7322-5gh00-0ab0开出模块（16点，24vdc，独立接点，故障保护）6es7322-1bl00-0aa0开出模块（32点，24vdc）

standard pid control 功能

standard pid control 的控制器结构进行了预组装，数据结构也是固定的。通过软件开关，可以打开和关闭以下功能：

通过设定点值发生器、斜坡/恒值、归一化、函数调用、设定点斜坡限制（斜坡函数发生器）以及设定点限制进行设定点处理。

通过定标、平滑、平方根、函数调用、限值监视以及实际值梯度监视进行实际值处理。

通过死区和限值监视进行错误信号处理。

pid 算法，对于带和不带位置反馈的步进控制器。

通过手动/自动切换、手动值发生器、函数调用、设定点梯度限制、设定点限制和归一化进行操纵值处理。

标准函数块

标准函数块

fb/fc

函数

pid_cp

带有连续操纵变量（连续控制器）或脉冲输出（脉冲控制器）的 pid控制器；除了设定点和实际值分支中的函数外，它还实现带有连续操纵变量的完整 pid控制器，该操纵变量也可以脉宽调制信号的形式提供；也可以手动影响操纵变量，可以连接或断开子函数

pid_es

带有数字量操纵变量的 pid 控制器（步进控制器）；除了设定点和实际值分支中的函数外，它还可实现带有数字量操纵变量的完整 pid控制器，用于积分执行器。可实现带或不带位置反馈的步进控制器；也可以手动影响操纵变量，可以连接或断开子函数

lp_sched

循环调度器；控制循环中断级内各个控制循环的调用