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时间：2018-11-29

通过 PID Professional 软件包，可以在 TIA Portal 中使用 Modular PID Control 和 Standard PID Control 的成熟控制器解决方案。此软件包可在实现简单到高度复杂的 PID 控制器时使用。通过将提供的标准函数块互连，可实现几乎任何控制结构。

Modular PID Control 较适合中端和高端控制应用和过程组态。在需要较低的存储器利用率、较短的执行时间以及对控制任务的较优适应时，Modular PID Control 始终适用。

通过 Standard PID Control，可将连续 PID 控制器、脉冲控制器和步进控制器简便集成到应用程序中。使用这一带有集成控制器设置的参数设置工具，可对控制器进行设置，并在较短时间内进行较佳调整，从而节省工程组态成本。步进控制器的控制算法有助于延长执行器的使用寿命。

两种控制器都可在 S7-300（CPU 313 及更高）、S7-400 和 WinAC 中使用。

设计

PID Professional 软件包包含 Modular PID Control 和 Standard PID Control 这两个软件包。

两种控制器解决方案均包含调试函数块和标准函数块，适用于广泛的控制器结构。

该调试软件具有直观和易于使用的界面。

还针对这两种控制器提供了大量实施示例。这样就简化了不同控制器结构的实施。

以下现成可用的 PID 控制器提供有 Standard PID Control：

带有用于积分末控元件的开关量输出的固定设**控制器
带有用于比例末控元件的开关量输出的固定设**控制器
多回路比例控制器
混合式控制器
级联控制器

通过 Modular PID Control 的 27 个标准函数块，用户也可以实施每种所需的控制器结构。为便于学习，提供了清晰而便于掌握的应用示例，有助于实施所需的 PID 控制器。

功能

软件调试

该组态工具已无缝集成到 STEP 7 (TIA Portal) 中。它有如下功能：

调试画面：
该调试软件包含调试 Modular PID Control 和 Standard PID Control 所需的全部画面。
使用趋势视图：
趋势视图用于以图形方式来描绘设**、实际值和操纵变量与时间的关系。趋势视图的值将按组态的时间间隔进行更新。这对于验证过程质量非常有益，可帮助进行故障排除。
控制电路优化向导：
使用 PID Self-Tuner，即使不具备控制系统方面的任何知识，也可进行清晰而简便的控制器优化和调试。
使用连续 PID 控制器时的可变瞬态响应：
可以对控制回路的瞬态响应进行预先选择，以使控制回路在发生大约 10% 过冲后稳定下来，从而取得动态响应。若不需要这样，则可以设置非周期的稳定（无过冲）。
用户友好的关联帮助：
在程序中的任何位置，都可根据需要获得相应帮助。

Standard PID Control 功能

Standard PID Control 的控制器结构进行了预组装，数据结构也是固定的。通过软件开关，可以打开和关闭以下功能：

通过设**值发生器、斜坡/恒值、归一化、函数调用、设**斜坡限制（斜坡函数发生器）以及设**限制进行设**处理。
通过定标、平滑、平方根、函数调用、限值监视以及实际值梯度监视进行实际值处理。
通过死区和限值监视进行错误信号处理。
PID 算法，对于带和不带位置反馈的步进控制器。
通过手动/自动切换、手动值发生器、函数调用、设**梯度限制、设**限制和归一化进行操纵值处理。

标准函数块

标准函数块
FB/FC	函数
PID_CP	带有连续操纵变量（连续控制器）或脉冲输出（脉冲控制器）的 PID 控制器；除了设**和实际值分支中的函数外，它还实现带有连续操纵变量的完整 PID 控制器，该操纵变量也可以脉宽调制信号的形式提供；也可以手动影响操纵变量，可以连接或断开子函数
PID_ES	带有数字量操纵变量的 PID 控制器（步进控制器）；除了设**和实际值分支中的函数外，它还可实现带有数字量操纵变量的完整 PID 控制器，用于积分执行器。可实现带或不带位置反馈的步进控制器；也可以手动影响操纵变量，可以连接或断开子函数
LP_SCHED	循环调度器；控制循环中断级内各个控制循环的调用

Modular PID Control 功能

标准函数块

FB/FC	说明	函数
A_DEAD_B	自适应死区	过滤错误信号中的高频干扰信号
CRP_IN	转换模拟量输入值	将 I/O 形式的输入值转换为 Modular PID Control 的浮点值。
CPR_OUT	转换模拟量输出值	将 Modular PID Control 中的浮点值转换为 I/O 形式的输出值
DEAD_T	死区时间	根据可组态的死区时间来延迟输入值
DEADBAND	死区	对作为时间函数的输入变量取微分，并通过一阶延迟元件对信号进行平滑。
DIF	微分作用元件	计算误差信号，并根据可输入的限值对其进行监视
ERR_MON	误差信号监视	计算误差信号，并根据可输入的限值对其进行监视
INTEG	积分器	对作为时间函数的输入变量进行积分，并将输出限制到可定义的限值
LAG1ST	一阶延迟元件	实现一阶延迟元件
LAG2ND	二阶延迟元件	实现二阶延迟元件
LIMALARM	限值监视器	根据 4 个可组态的限值来检查输入值
LIMITER	限制	设置输入变量的可组态限值
LMNGEN_C	连续作用 PID 控制器的输出	包括连续 PID 控制器的操纵变量处理单元。必须将其与 PID 算法块结合使用。
LMNGEN_S	PID 步进控制器的输出	包括用于积分执行器的步进控制器的操纵变量处理单元。它总是与 PID 算法块互连。
LP_SCHED	控制器调用分布函数	控制循环中断级内各个控制循环的调用
NONLIN	非线性静态特性	构成非线性特性（折线）
NORM	物理归一化	对输入变量定标。归一化直线由两个点来定义。
OVERRIDE	倍率控制	用于执行倍率控制
PARA_CTL	参数控制	将多个控制器参数集传输至 PID 控制器
PID	PID 算法	提供 PID 算法，并且必须始终与 LMNGEN_C 和 LMNGEN_S 结合使用
PULSEGEN	脉冲整形器	通过比例执行器的脉冲输出生成 PID 控制器的脉冲输出。
RMP_SOAK	斜坡/恒值	执行已组态/编程的斜坡/恒值曲线
ROC_LIM	斜坡或斜坡函数发生器	限制输入变量的变化速率。阶越函数变为斜坡函数。
SCALE	线性定标	对输入变量定标。归一化直线由系数和偏移量来定义。
SP_GEN	设**生成器	通过按钮来连续改变输出值
SPLT_RAN	分程	用于实现分程控制
SWITCH	模拟值切换	将两个输入值之一切换为两个输出值之一

PID Professional V11 的应用示例

应用示例	功能
示例 01	Standard PID CTRL：步进控制器
示例 02	Standard PID CTRL：连续作用控制器
示例 03	Standard PID CTRL：级联控制
示例 04	Standard PID CTRL：脉冲控制器
示例 05	Standard PID CTRL：通过 PID Self-Tuner 来优化连续控制器
示例 06	Standard PID CTRL：通过 PID Self-Tuner 来优化步进控制器
示例 07	Standard PID CTRL：通过 PID Self-Tuner 来优化步进控制器
示例 08	Modular PID CTRL：步进控制器
示例 09	Modular PID CTRL：连续作用控制器
示例 10	Modular PID CTRL：脉冲控制器
示例 11	Modular PID CTRL：单回路比例控制器
示例 12	Modular PID CTRL：混合式控制器
示例 13	Modular PID CTRL：带前馈控制的控制器
示例 14	Modular PID CTRL：量程选择控制器
示例 15	Modular PID CTRL：交替控制器
示例 16	Modular PID CTRL：通过 PID Self-Tuner 来优化连续控制器
示例 17	Modular PID CTRL：通过 PID Self-Tuner 来优化步进控制器
示例 18	Modular PID CTRL：通过 PID Self-Tuner 来优化步进控制器