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1  用pid指令向导生成pid程序

用系统块设置cpu的型号，双击项目树的“向导”文件夹中的“pid”，打开“pid回路向导”对话框，在依次出现的页面中完成下列操作：选择要组态的回路0，设置增益、采样时间、积分时间和微分时间；过程变量pv的类型为单极性，过程变量和回路设定值sp的上、下限均采用默认值；回路输出量的类型为默认的模拟量输出，单极性，范围为0~ 27648。

在“报警”页设置是否启用过程变量pv的上限报警、下限报警和模拟量输入错误报警。采用pid向导创建的子程序的默认名称，选中“添加pid的手动控制”多选框。在“存储器分配”页设置用来保存组态数据的120b的v存储区的起始地址为vb200。

“组件”页显示组态生成的项目组件。单击“生成”按钮，自动生成循环执行pid功能的中断程序pid_exe、第0号回路的初始化子程序pid0_ctrl、数据页pid0_data和符号表pid0_sym。

2  使用子程序模拟被控对象

要学习整定pid控制器参数的方法，必须做闭环实验，开环运行pid程序没有任何意义。用硬件组成一个闭环需要cpu模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，此外，还需要被控对象、检测元件、变送器和执行机构。下面介绍的pid闭环实验只需要一块cpu模块，被控对象用作者编写的名为“被控对象”的子程序来模拟，被控对象的数学模型为3个串联的惯性环节，其增益为gain，其传递函数为gain/[(tim1s+1)(tim2s+1) (tim3s+1)]，tim1 ~tim3为惯性环节的时间常数。使用模拟的被控对象的pid闭环示意图如图1所示。图中被控对象的输入值inv是pid控制器的输出值，disv是系统的扰动输入值。被控对象的输出值outv作为pid控制器的过程变量（反馈值）pv。

图1  采用模拟被控对象的pid闭环示意图

pid控制器的难点在于pid参数的整定。图2和图3是《s7-200 smartplc编程及应用》中的例程“pid闭环控制”的主程序和中断程序。可以用这个例程和编程软件中的pid整定控制面板学习pid的参数整定方法。t37和t38组成了方波振荡器，用来提供周期为60s、幅值为20.0%和70.0%浮点数的方波设定值。

用一直闭合的sm0.0的常开触点调用pid向导生成的子程序pid0_ctrl，后者初始化pid控制使用的变量，cpu按pid向导中组态的采样周期调用pid中断程序pid_exe，在pid_exe中执行pid运算。

pid0_ctrl指令的输入参数pv_i是数据类型为int的过程变量（反馈值），setpoint_r是以百分比为单位的实数设定值（sp）。bool变量auto_manual为“on”时，该回路为自动模式（pid闭环控制），反之为手动模式。manualoutput是手动模式时标准化的实数输入值（0.00~ 1.00）。output是pid控制器的int型输出值，bool变量highalarm是上限报警。