如图1所示，是典型的plc单闭环控制系统（绿框中的部分是在plc中实现的）。

其中：

sp（n）是给定值

pv（n）是a/d转换后的反馈值

ev（n）为误差，即ev（n）=sp（n）-pv（n）

c（t）为被控量，是连续变化的模拟量，如压力、温度、流量、速度等；

pv（t）为反馈量，它是标准量程的直流电流信号（如4-20ma）或直流电压信号（如0-10v），它是被控量c（t）经由测量元件（包括传感器和变送器）转换而来的；

mv（n）是控制器计算出的控制量，其经过d/a转换后，变为mv（t），驱动执行机构动作，使得被控对象趋向于控制目标。

一、实例：炉温闭环控制

用热电偶检测实时炉温，并将其转化为标准的电压信号pv（t）：1-5v；

反馈信号pv（t）由模拟量输入模块输入，并经过a/d转换（模-数转换），得到与反馈温度成比例的数字量pv（n）；

cpu将其与设定值sp（n）比较，得到误差ev（n）=sp（n）-pv（n）；

控制器（pid）根据ev（n）计算出控制量mv（n），经过d/a转换（数-模转换）得到标准电流信号mv（t）：4-20ma；

执行机构为比例阀，mv（t）控制比例阀的开度，控制燃气的流量大小，从而实现炉温的闭环控制。

控制器选择为"pid控制"，基本的控制逻辑是：

当炉温c（t）低于设定值时，反馈量pv（n）小于给定值sp（n），误差ev（n）为正，控制器的输出量mv（t）将增大，使比例阀开度增大，燃气流量增加，使炉温升高，终使实际温度趋近给定值；

当炉温c（t）高于设定值时，反馈量pv（n）大于给定值sp（n），误差ev（n）为负，控制器的输出量mv（t）将减小，使比例阀开度减小，燃气流量减少，使炉温降低，终使实际温度趋近给定值。

二、通过s7-300/400实现模拟量闭环控制

s7系列的plc为用户提供了多种模拟量闭环控制的方法。

1、闭环控制模块

s7-300的fm355和s7-400的fm455是西门子提供了智能化4路、16路通用闭环控制模块，用于化工和过程控制，模块上带有a/d和d/a转换器。

2、用于闭环控制的系统功能块

s7-300/400还提供了系统功能块sfb41-sfb43来实现闭环控制。

sfb41："cont_c"，用于连续控制

sfb42："cont_s"，用于步进控制

sfb43："pulsegen"，用于脉冲宽度调制

3、标准pid控制软件包

标准pid控制（standard pidcontrol）软件包提供了5个用于闭环控制的功能块，fb41-fb43、fb58及fb59，如图2所示。

图2 标准pid控制软件包

其中：

fb41-fb43与sfb41-sfb43兼容

fb58、fb59用于pid温度控制

三、标准pid控制功能块的使用

可以调用系统功能块sfb41-sfb43来实现闭环控制，如果安装了标准pid控制软件包的话，也可以选择该软件包中的功能块fb41-b43、fb58及fb59来实现pid闭环控制。

应在启动时执行的组织块ob100或在循环中断（如ob35）中调用fb41-fb43。pid的采样周期应设置为与ob35的循环时间间隔一致。