S7-200 SMART是能夠進行PID控制的。S7-200 SMART CPU最多可以支持8個PID控制迴路（8個PID指令功能塊）。
什麼是PID控制？
PID控制就是閉環控制系統的比例-積分-微分控制算法。
PID控制器根據設定值（給定）與被控對象的實際值（反饋）的差值，按照PID算法計算出控制器的輸出量，控制執行機構去影響被控對象的變化。
PID控制是負反饋閉環控制，能夠抑制系統閉環內的各種因素所引起的擾動，使反饋跟隨給定變化。
根據具體項目的控制要求，在實際應用中有可能用到其中的一部分，比如常用的是PI（比例-積分）控制，這時沒有微分控制部分。
PID算法在S7-200 SMART中的實現
PID控制最初在模擬量控制系統中實現，隨著離散控制理論的發展，PID也在計算機化控制系統中實現。
PID嚮導
Micro/WIN SMART提供了PID Wizard（PID指令嚮導），可以幫助用戶方便地生成一個閉環控制過程的PID算法。此嚮導可以完成絕大多數PID運算的自動編程，用戶只需在主程序中調用PID嚮導生成的子程序，就可以完成PID控制任務。
PID嚮導既可以生成模擬量輸出PID控制算法，也支持開關量輸出；既支持連續自動調節，也支持手動參與控制。建議用戶使用此嚮導對PID編程，以避免不必要的錯誤。
使用以下方法之一打開 PID 嚮導：
1.在Micro/WIN SMART中的工具菜單中選擇PID嚮導：
圖1 選擇PID嚮導
2.在項目樹中打開'嚮導'文件夾，然後雙擊'PID'，或選擇'PID'並按回車鍵。
圖2 選擇PID嚮導
PID嚮導編程步驟：
第一步：定義需要配置的PID迴路號
在此對話框中選擇要組態的迴路。 最多可組態8個迴路。在此對話框上選擇迴路時，PID 嚮導左側的樹視圖隨組態該回路所需的所有節點一起更新。
圖3 選擇需要配置的迴路
第二步：為迴路組態命名
可為迴路組態自定義名稱。 此部分的默認名稱是'迴路 x'，其中'x'等於迴路編號。
圖4 為PID迴路命名
第三步：設定PID迴路參數
圖5. 設置PID參數
圖5中定義了PID迴路參數，這些參數都應當是實數：
增益： 即比例常數，默認值=1.00。
積分時間：如果不想要積分作用可以將該值設置很大（比如10000.0），默認值=10.00。
微分時間：如果不想要微分迴路，可以把微分時間設為0 ，默認值=0.00。
採樣時間：是PID控制迴路對反饋採樣和重新計算輸出值的時間間隔,，默認值=1.00
在嚮導完成後，若想要修改此數，則必須返回嚮導中修改，不可在程序中或狀態表中修改。
注意：關於具體的PID參數值，每一個項目都不一樣，需要現場調試來定，沒有所謂經驗參數。
第四步：設定迴路過程變量
圖6 設定PID輸入過程變量
指定迴路過程變量 (PV) 如何標定。可以從以下選項中選擇：
1.單極性:即輸入的信號為正，如0－10V或0－20mA等
2.雙極性：輸入信號在從負到正的範圍內變化。如輸入信號為±10V、±5V等時選用
3.選用20%偏移：如果輸入為4－20mA則選單極性及此項，4mA是0－20mA信號的20%，所以選20% 偏移，即4mA對應5530，20mA對應27648。
4.溫度 x 10 °C
5.溫度 x 10 °F
反饋輸入取值範圍：
1.在a.設置為單極時，缺省值為0 - 27648，對應輸入量程範圍0 - 10V或0 - 20mA等，輸入信號為正
2.在a.設置為雙極時，缺省的取值為-27648 - +27648，對應的輸入範圍根據量程不同可以是±10V、±5V等
3.在a.選中20% 偏移量時，取值範圍為5530 - 27648，不可改變
在'標定'(Scaling) 參數中，指定迴路設定值 (SP) 如何標定。默認值是 0.0 和 100.0 之間的一個實數。此反饋輸入也可以是工程單位數值，參見：設置給定-反饋的量程範圍。
第五步：設定輸入迴路輸出選項
圖7 設定PID輸出選項
輸出類型可以選擇模擬量輸出或數字量輸出。模擬量輸出用來控制一些需要模擬量給定的設備，如比例閥、變頻器等；數字量輸出實際上是控制輸出點的通、斷狀態按照一定的佔空比變化，可以控制固態繼電器（加熱棒等）。
選擇模擬量則需設定迴路輸出變量值的範圍，可以選擇：
1.單極：單極性輸出，可為0－10V或0－20mA等
2.雙極：雙極性輸出，可為正負10V或正負5V等
3.單極20% 偏移量：如果選中20% 偏移，使輸出為4 - 20mA
4.取值範圍：
c為單極時，缺省值為 0 到 27648
c為雙極時，取值-27648 到27648
c為20%偏移量時，取值5530 - 27648 ，不可改變
如果選擇了開關量輸出，需要設定此循環週期，如圖8所示：
圖8 設定PID輸出為數字量
第六步：設定迴路報警選項
圖9 設定迴路報警限幅值
嚮導提供了三個輸出來反映過程值(PV)的低值報警、高值報警及過程值模擬量模塊錯誤狀態。當報警條件滿足時，輸出置位為1。這些功能在選中了相應的選擇框之後起作用。
1.使能低值報警並設定過程值(PV)報警的低值，此值為過程值的百分數，缺省值為0.10，即報警的低值為過程值的10％。此值最低可設為0.01，即滿量程的1%
2.使能高值報警並設定過程值(PV)報警的高值，此值為過程值的百分數，缺省值為0.90，即報警的高值為過程值的90％。此值最高可設為1.00，即滿量程的100%
3.使能過程值(PV)模擬量模塊錯誤報警並設定模塊與CPU連接時所處的模塊位置。'EM0'就是第一個擴展模塊的位置
第七步：定義嚮導所生成的PID初始化子程序和中斷程序名及手/自動模式
圖10 指定子程序、中斷服務程序名和選擇手動控制
嚮導已經為初使化子程序和中斷子程序定義了缺省名，你也可以修改成自己起的名字。
1.指定PID初使化子程序的名字。
2.指定PID中斷子程序的名字注意：
如果你的項目中已經存在一個PID配置，則中斷程序名為只讀，不可更改。因為一個項目中所有PID共用一箇中斷程序，它的名字不會被任何新的PID所更改。
PID嚮導中斷用的是SMB34定時中斷，在用戶使用了PID嚮導後，注意在其它編程時不要再用此中斷，也不要向SMB34中寫入新的數值，否則PID將停止工作。
此處可以選擇添加PID 手動控制模式。在PID手動控制模式下，迴路輸出由手動輸出設定控制，此時需要寫入手動控制輸出參數一個0.0-1.0的實數，代表輸出的0％-100％而不是直接去改變輸出值。PID控制的自動/手動之間的無擾動切換。
第八步：指定PID運算數據存儲區
圖11 分配運算數據存儲區
PID指令（功能塊）使用了一個120個字節的V區參數表來進行控制迴路的運算工作；除此之外，PID嚮導生成的輸入/輸出量的標準化程序也需要運算數據存儲區。需要為它們定義一個起始地址，要保證該地址起始的若干字節在程序的其它地方沒有被重複使用。如果點擊'建議'，則嚮導將自動為你設定當前程序中沒有用過的V區地址。
自動分配的地址只是在執行PID嚮導時編譯檢測到空閒地址。嚮導將自動為該參數表分配符號名，用戶不要再自己為這些參數分配符號名，否則將導致PID控制不執行。
第九步：生成PID子程序、中斷程序及符號表等
一旦點擊完成按鈕，將在你的項目中生成上述PID子程序、中斷程序及符號表等。
圖12 生成PID子程序、中斷程序和符號表等
第十步：配置完PID嚮導，需要在程序中調用嚮導生成的PID子程序（如下圖）
圖13 PID子程序
圖14 調用PID子程序
在用戶程序中調用PID子程序時，可在指令樹的程序塊中用鼠標雙擊由嚮導生成的PID子程序，在局部變量表中，可以看到有關形式參數的解釋和取值範圍。
1.必須用SM0.0來使能 PIDx_CTRL 子程序，SM0.0 後不能串聯任何其他條件，而且也不能有越過它的跳轉；如果在子程序中調用 PIDx_CTRL 子程序，則調用它的子程序也必須僅使用 SM0.0 調用，以保證它的正常運行
2.此處輸入過程值（反饋）的模擬量輸入地址
3.此處輸入設定值變量地址（VDxx），或者直接輸入設定值常數，根據嚮導中的設定0.0－100.0，此處應輸入一個0.0－100.0的實數，例：若輸入20，即為過程值的20％，假設過程值AIW0是量程為0－200度的溫度值，則此處的設定值20代表40度（即200度的20％）；如果在嚮導中設定給定範圍為0.0 - 200.0，則此處的20相當於20度
4.此處用I0.0控制PID的手/自動方式，當I0.0為1時，為自動，經過PID運算從AQW0輸出；當I0.0為0時，PID將停止計算，AQW0輸出為ManualOutput（VD4）中的設定值，此時不要另外編程或直接給AQW0賦值。若在嚮導中沒有選擇PID手動功能，則此項不會出現
5.定義PID手動狀態下的輸出，從AQW0輸出一個滿值範圍內對應此值的輸出量。此處可輸入手動設定值的變量地址（VDxx），或直接輸入數。數值範圍為0.0-1.0之間的一個實數，代表輸出範圍的百分比。例：如輸入0.5，則設定為輸出的50％。若在嚮導中沒有選擇PID手動功能，則此項不會出現
6.此處鍵入控制量的輸出地址
7.當高報警條件滿足時，相應的輸出置位為1，若在嚮導中沒有使能高報警功能，則此項將不會出現
8.當低報警條件滿足時，相應的輸出置位為1，若在嚮導中沒有使能低報警功能，則此項將不會出現
9.當模塊出錯時，相應的輸出置位為1，若在嚮導中沒有使能模塊錯誤報警功能，則此項將不會出現
調用PID子程序時，不用考慮中斷程序。子程序會自動初始化相關的定時中斷處理事項，然後中斷程序會自動執行。
第十一步：實際運行並調試PID參數
沒有一個PID項目的參數不需要修改而能直接運行，因此需要在實際運行時調試PID參數。
查看數據塊以及符號表相應的PID符號標籤的內容，可以找到包括PID核心指令所用的控制迴路表，包括比例係數、積分時間等等。將此表的地址複製到狀態表中，可以在監控模式下在線修改PID參數，而不必停機再次做配置。
參數調試合適後，用戶可以在數據塊中寫入，也可以再做一次嚮導，或者編程向相應的數據區傳送參數。
常問問題
做完PID嚮導後，如何知道嚮導中設定值，過程值及PID等參數所用的地址？
做完PID嚮導後可在符號表中，查看PID嚮導所生成的符號表(上例中為PID0_SYM)，可看到各參數所用的詳細地址，及數值範圍。
在數據塊中，查看PID指令迴路表的相關參數。如圖所示：
圖15 PID數據塊
做完PID嚮導後，如何在調試中修改PID參數？
答：可以在狀態表中，輸入相應的參數地址，然後在線寫入用戶需要的PID參數數值，這樣用戶就可根據工藝需要隨時對PID參數、設定值等進行調整。
PID已經調整合適，如何正式確定參數？
答：可以在數據塊中直接寫入參數。
做完PID嚮導後，能否查看PID生成的子程序，中斷程序？
答：PID嚮導生成的子程序，中斷程序用戶是無法看到的，也不能對其進行修改。沒有密碼能夠打開這些子程序，一般的應用也沒有必要打開查看。
PID參數有經驗值嗎？
答：每一個項目的PID 參數都不一樣，沒有經驗參數，只能現場調試獲得。
我的PID嚮導生成的程序為何不執行？
答：必須保證用SM0.0無條件調用PID0_CTRL程序。在程序的其它部分不要再使用SMB34定時中斷，也不要對SMB34賦值。
如何實現PID反作用調節？
答：在有些控制中需要PID反作用調節。
例如：在夏天控制空調製冷時，若反饋溫度（過程值）低於設定溫度，需要關閥，減小輸出控制（減少冷水流量等），這就是PID反作用調節（在PID正作用中若過程值小於設定值，則需要增大輸出控制）。若想實現PID反作用調節，需要把PID迴路的增益設為負數。對於增益為0的積分或微分控制來說，如果指定積分時間、微分時間為負值，則是反作用迴路。
如何根據工藝要求有選擇地投入PID功能？
答：可使用'手動/自動'切換的功能。PID嚮導生成的PID功能塊只能使用SM0.0的條件調用。
參考鏈接
PID嚮導面版
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