实现PID闭环控制的方法：S7-300/400优化方案

S7-300/400为用户提供了功能强大、使用简单方便的模拟量闭环控制功能。

1.PID控制模块

S7-300的FM 355和S7-400的FM 455是智能化的4路和16路通用闭环控制模块，它们集成了闭环控制需要的I/O点和软件，FM 455提供了PID算法和自优化温度控制算法。

2.PID控制功能块与系统功能块

PID控制模块的价格较高，因此一般使用普通的信号模块和PID控制功能块（FB）来实现PID控制。所有型号的CPU都可以使用PID控制功能块FB41～FB43，以及用于温度闭环控制的FB58和FB59，它们在程序编辑器左边窗口的文件夹“\库\Standard Library（标准库）\PID Controller（PID控制器）”中。FB41～FB43有大量的输入/输出参数，除了PID控制器功能以外，还可以处理设定值和过程反馈值，以及对控制器的输出值进行后期处理。计算所需的数据保存在指定的背景数据块中。

FB41“CONT_C”（连续控制器）输出的数字值一般用AO模块转换为连续的模拟量。

FB43（脉冲发生器）与FB41组合，可以产生脉冲宽度调制的开关量输出信号，来控制比例执行机构，例如可以用于加热和冷却控制。

FB42“CONT_S”用于步进控制，其特点是可以直接用它的两点开关量输出信号控制电动阀门，从而省去了电动调节阀内部的位置闭环控制器和位置传感器。

实际控制中FB41用得最多，FB43用得较少，FB42用得很少。CPU 31xC还可以使用集成在CPU中的SFB41～SFB43，后者与FB41～FB43兼容。(www.xing528.com)

FB58（连续温度控制）和FB59（温度步进控制）有参数自整定功能，FB41和FB42则需要安装软件PID Self Tuner来实现在线的参数自整定。

PID控制器的处理速度与CPU的性能有关，必须在控制器的数量和控制器的计算频率采样时间）之间折中处理。计算频率越高，单位时间的计算量越多，能同时使用的控制器的数量就越少。PID控制器可以控制较慢的系统，例如温度和物料的料位等，也可以控制较快的系统，例如流量和速度等。

3.闭环控制软件包

模糊控制软件包适合于对象模型难以建立，过程特性缺乏一致性，具有非线性，但是可以总结出操作经验的系统。

神经网络控制系统（Neuronal Systems）适用于不完全了解其结构和解决方法的控制问题。它可以用于自动化的各个层次，从单独的闭环控制器到工厂的最优控制。

4.PID控制的程序结构

应在启动时执行的组织块OB100中和在循环中断组织块（例如OB35）中调用FB41～FB43（见10.3节）。执行OB35的时间间隔（即PID控制的采样时间S

T）在CPU属性设置对话框的“循环中断”选项卡中设置。