精心编制的 S7-300 PID 使用说明

定时中断组织块OB35

西门子S7-300/400有9个定时中断组织块：OB30、OB31、OB32、OB33、OB34、OB35、OB36、OB37、OB38 。

CPU可以定时中断去执行这些模块中的程序，即:每隔一段时间就停止当前的程序，转去执行定时中断组织块中的程序，执行结速后再返回。相当于单片机的定时中断。 这9个组织块功能相同，你可以选择其中之一使用，区别是它们的中断优先级不同，如果程序中用到了多个定时中断组织块，应设好它们的执行优先级。

S7-300CPU 可用的定时中断组织模块是OB35，在300站点的硬件组态中，打开CPU属性设置可以看到其它的中断组织块为灰色。OB35默认的调用时间间隔为100ms 我们可以根据需要更改，定时范围是1-60000毫秒(ms) 设置中断时间间隔如下图所示

注意：设置的时间必须大于OB35中程序执行所花费的时间。

例如：如果中断时间间隔为50ms而OB35中的程序花费的时间是70ms,那么OB35中的程序还没执行完毕就产生第二次中断，程序就会出错，这显然是我们不想看到的结果。

以现在的技术，让你间隔一小时去月球拿一块石头你能做到吗？？？ 去月球所用的时间大于去月球的时间间隔，你做不到吧？？？

正确设置：中断时间间隔大于OB35中程序执行完毕一次所需的时间

使用FB41实现PID控制

在自动化领域中常常要用到PID控制，而常规仪表里一个控制器就只能实现一路的PID控制，如果要现实多路的PID控制成本就会变得非常高，而且不便于我们集中控制与管理。

经过学习西门子S7-300PLC，我们可以使用模块FB41来实现PID控制，FB41就相当于我们常规仪表里的控制器，既然是PID控制器就应该能够设定P、I、D参数。即：比例度、积分时间、微分时间。常规仪表的面板上可以更改PID参数，又有手动/自动切换按钮等。

今天我们要做的就是使用S7-300PLC 的FB41来代替常规仪表，如何使用FB41来实现PID控制的呢？？

FB41是一个功能块，它所能实现的功能（PID）已经由专业人员设计好，我们只要调用它，并根据我们的需要来更改相应的参数即可使用。所以我们不用理会FB41是如何实现比例运算、积分运算、微分运算等等这些问题，只需要会调用就可以了。

现在我们已经知道FB41就相当于常规仪表里的一个控制器了，那么我们是如何使用FB41并给它设置相应的参数呢？？

FB41相当于一个子程序，它是用来实现PID运算的，我们只需要每隔一段时间去调用这一“子程序”就可以实现PID控制。所以我们在OB35里调用FB41就可以了，调用的频率可以在属性里面设置。

我们是在OB35里调用FB41的所以在OB35里可以看到FB41的端口。因此可以直接在这些端口上直接设参数。 如下图所示

到这里有人会问，既然可以在OB35里面可以直接给FB41端口赋参数，为什么还要背景数据块DB呢？？？

其实PLC在运行过程中会先检查，用户有没有在OB35里给FB41的端口设参数，如果有就直接使用端口上的参数，如果没有就到背景数据表里面去取参数。

所以我们可以在两个地方设置参数，在数据表里面参数只能是一个固定值，不能是一个变量，所以当程序

下载到PLC之后就不能更改数据表里面的参数了。

给端口赋参数是一个变量，变量里面存有参数，当我们需要改变参数只需要改变相应的变量就只以了。

结合两种方法的优缺点，我们可以同时在两个地方设参数，有些参数不需要经常改变的，我们就直接在DB里面设定。要经常改变的参数就在FB41的端口上设定。

经过这一节我们已经对FB41有了一个基本的认识了，下一节我们讲如何使用,欢迎你观看下一节。

FB41背景数据块参数设置

使用FB41作PID控制时，设置参数非常烦琐，下面是单回路PID控制的参数设置实例，在表格第三列有的就是我们需要设置的，空白的我们就不用改变，按默认值就可以了。

参数 COM_RST MAN_ON PVPER_ON P_SEL I_SEL IN_HOLD I_ITL_ON D_SEL CYCLE SP_INT PV_IN PV_PER MAN GAIN TI TD TM_LAG DEADB_W LMN_HLM LMN_LLM PV_FAC PV_OFF LMN_FAC LMN_OFF I_ITLVAL DISV LMN LMN_PER QLMN_HLM QLMN_LLM LMN_P LMN_I LMN_D PV ER

描述

完全重启动 手动/自动 测量值选择 比例输出开关 积分输出开关 积分输出冻结 积分初始化 微分输出开关

采样量时,条件CYCLE>=1ms 给定值

测量值1 测量值2 手动值 比例增益

积分时间,条件TI>=CYCLE 微分时间,条件TD>=CYCLE 微分作用时滞时间， 条件TM_LAG>=CYCLE/2 死区宽度

控制器输出上限 控制器输出下限 过程变量因子 过程变量偏移 控制器输出因子 控制器输出偏移 积分初始化值

扰动量(前馈控制系统中才用到)

控制器输出值

控制器输出值(格式化后) 达到上限 达到下限

比例分量输出 积分分量输出 微分分量输出 测量值输出 实际误差

设置实例 FALSE FALSE TRUE TRUE 100ms 在引脚中设置 在引脚中设置

按默认 按默认

在引脚中设置

关于FB41块的各个管脚的功能

A：所有的输入参数：

COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；

MAN_ON： BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；

PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用 PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；

P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；

I_SEL： BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；

INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；

I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；

D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；

CYCLE ： TIME：PID采样周期，一般设为200MS； SP_INT： REAL：PID的给定值；

PV_IN ： REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；

PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐） MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON选择有效； GAIN ： REAL：比例增益； TI ： TIME：积分时间； TD ： TIME：微分时间；

TM_LAG： TIME：和微分有关；

DEADB_W： REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；

LMN_HLM： REAL：PID上极限，一般是100%；

LMN_LLM： REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）； PV_FAC： REAL：过程变量比例因子

PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET） LMN_FAC： REAL：PID输出值比例因子；

LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；

I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；

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