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西门子FB41中PID功能块说明和调整方法

FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。

PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；

PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，
一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果

以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。其他的可以使用默认参数。


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：我也不知道，没用过它，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；
DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；

B：部分输出参数说明：
LMN ：REAL：PID输出；
LMN_P ：REAL：PID输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
LMN_I ：REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
LMN_D ：REAL：PID输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）

C：规格化概念及方法：
PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，
而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的
因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化

规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比 对应与27648数字量范围内的量）
对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT
对于输出变量 ，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；

D：PID的调整方法：
一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，
一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡
的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。我记得网络上有许多调整PID的方法，但不记得那么多了，先试试吧。

附录：PID的调整可以通过“开始—>SIMATIC->STEP7->PID调整”打开PID调整的控制面板，通过选择不同的PID背景数据块，调整不同回路的PID参数。

西门子S7-200编程电缆制作

西门子S7-200编程电缆100%能用，绝对无损坏电脑和PLC，安全可靠。(注：681是电阻，它的阻值是680欧姆；682是电阻，它的阻值是6.8K) 

S7-300如何通过GSD文件实现PROFIBUS DP主从通讯

1 GSD文件介绍
GSD文件是一种设备描述文件，一般以“*.GSD”或“*.GSE”为后缀。它描述了设备的功能参数，用来将不同厂家支持PROFIBUS产品集成在一起。另外在工程开发中有时候由于开发人员不同，要用两个独立的STEP 7项目来实现同一个PROFIBUS 网络通讯，此时需要借助GSD文件的方法来实现。

2 GSD文件的导入方法
下面以CPU314C-2DP为例，说明一下 GSD 文件的导入步骤：
首先从西门子网站上下载相关产品的 GSD 文件，下面是SIMATIC系列产品的GSD文件下载链接：113652
选择相关产品并下载到本地硬盘中。

图 1 GSD文件下载界面

打开SIMATIC Manager，进入硬件组态界面，选择菜单栏的“Options”->“Install GSD File…”，如图 2 所示。

图 2 安装GSD文件

进入GSD安装界面后，选择“Browse…”，选择相关GSD文件的保存文件夹，选择对应的GSD文件（这里选择语言为英文的“*.GSE”文件），点击“Install”按钮进行安装。

图 3 选择安装GSD文件

安装完成后可以在下面的路径中找到CPU314C-2DP，如图 4：

图 4 硬件目录中的保存路径

3 CP342-5做主站采用GSD方法实现PROFIBUS DP 通信

3.1网络拓扑介绍
PROFIBUS DP主站由CPU314+CP342-5组成，其中CP342-5做主站。
PROFIBUS DP 从站由CPU314C-2DP组成，集成的DP接口做从站。
网络拓扑图如下：

图 5 网络拓扑图

3.2 从站组态
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314-2DP，双击DP接口，分配一个PROFIBUS地址，然后在“Operating Mode”中选择“DP salve”模式，进入“Configuration”标签页，新建两行通信接口区，如图 6所示：

图 6 从站通信接口区

注意：上述从站组态的通信接口区和主站导入的GSD从站的通信接口区在顺序、长度和一致性上要保持一致。

3.3 主站组态及编程

3.3.1主站组态
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314以及CP342-5，然后双击CP342-5，将“Operating Mode”设置为“DP Master”。新建一条PROFIBUS网络。然后从硬件目录中选择CPU314C-2DP GSD文件（路径参照图4），添加到新建的PROFIBUS网络中，为其分配PROFIBUS地址，该地址要与前文的从站地址一致。
然后组态CPU314C-2DP从站对应的通信接口区。本文在硬件目录中CPU314C-2DP GSD文件下方选择了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，和从站组态时通信接口区保持一致，如图 7所示。

图 7 主站组态

3.3.2 主站编程
由于CP342-5提供的是虚拟地址映射区，所以需要分别调用FC1（DP_SEND）和FC2（DP_RECV）来实现数据访问。如图8 和图9所示。

图 8发送程序

图 9接收程序

如图7所示，主站侧在组态CPU314C-2DP GSD从站时，第一行通信接口区选择了“Master_I Slave_Q 1B unit”，“Master_I”对应主站的IB0。参照图6可知“Slave_Q”对应从站的QB0， 表示数据由从站的QB0发送到主站的IB0。又由于CP342-5通过调用FC2，将IB0读取的数据保存在MB11，所以数据由从站的QB0经过主站的IB0，最终保存在MB11。 同理可分析第二行通信接口区“Master_Q Slave_I 1B unit”。综上所述，主站和从站通信接口的对应关系，如表 1：

主站	传输方向	从站
MB11（IB0）		QB0
MB10（QB0）		IB0

表1 主站和从站通信接口区对应表

4 S7-300做主站采用GSD方法实现PROFIBUS DP 通信

4.1 网络拓扑介绍
PROFIBUS DP主站由CPU314C-2DP组成，集成的DP接口做主站。
PROFIBUS DP 从站由CPU314C-2DP组成，集成的DP接口做从站。
网络拓扑图如下：

图 10 网络拓扑图

4.2 从站组态
组态步骤同3.2节，这里不再赘述。

4.3 主站组态
首先新建S7-300站，添加CPU314C-2DP，双击DP接口，新建一条PROFIBUS网络。然后从硬件目录中选择CPU314C-2DP GSD文件（路径参照图4），添加到新建的PROFIBUS网络中，为其分配PROFIBUS地址，该地址要与前文的从站地址一致。
然后为CPU314C-2DP从站组态的通信接口区。本文在硬件目录中CPU314C-2DP GSD文件下方选择了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，必须和从站组态时通信接口区保持一致。如图 11所示。

图 11 主站组态

主站和从站通信接口区的对应关系如表 2 所示：

主站	传输方向	从站
IB0		QB0
QB0		IB0

表 2 主站和从站通信接口区对应表

注：文档涉及到西门子产品如下：

表 3 产品列表

PLC程序家族的故事

  1．程序家族有哪些成员？
    PLC的控制程序一般由主程序、子程序和中断程序组成。西门子的S7-300/400将子程序分为功能（Function，或称为函数）和功能块（Function Block）。
    在每一个扫描循环周期，CPU都要调用一次主程序，用户程序必须有一个并且只能有一个主程序。小型控制系统可以只有主程序。
    中断程序用于快速响应中断事件。在中断事件发生时，CPU将停止执行当时正在处理的程序或任务，去执行用户编写的中断程序。执行完中断程序后，继续执行被暂停执行的程序或任务。
    2．哪些情况需要使用子程序？
    当系统规模很大、控制要求复杂时，如果将全部控制任务放在主程序中，主程序将会非常复杂，既难以调试，也难以阅读。使用子程序可以将程序分成容易管理的小块，使程序结构简单清晰，易于调试、查错和维护。
    子程序也可以用于需要多次反复执行相同任务的地方，只需要编写一次子程序，别的程序在需要的时候多次调用它，而无需重写该程序。
    3．怎样调用子程序？
    主程序可以调用子程序，子程序也可以嵌套调用别的子程序。嵌套调用的层数是有限制的，例如S7-200的最大嵌套深度为8级。
    执行完子程序后，返回调用它的程序中的调用指令的下一条指令。
    4．每个扫描周期都会执行子程序吗? 
    子程序的调用可以是有条件的，在被调用期间，每个扫描周期都要执行一次被调用的子程序。调用条件不满足时不会执行子程序中的指令，因此使用子程序可以减少扫描循环时间。
    5．停止调用子程序后，子程序中的线圈处于什么状态？
    停止调用子程序后，不再执行子程序中的指令。子程序中线圈对应的编程元件如果没有受到别的程序的控制，将保持子程序最后一次执行后的状态不变。即使控制这些线圈的触点的状态变化，该线圈对应的元件的状态也不会变化，因为这时根本就没有执行子程序中的指令。
    6．怎样实现子程序的无条件调用？
    有的PLC的子程序调用指令不能直接接到左侧的垂直“电源”线上，需要通过触点电路来控制是否调用子程序，即子程序的调用是有条件的。可以用一直为ON的特殊位元件（例如S7-200的SM0.0或FX系列的M8000）的常开触点来实现子程序的无条件调用。

      不同品牌的PLC的子程序大致可以分为两种，一种子程序没有输入、输出参数和局部变量，另一种则有。
       1．什么是全局变量和局部变量？
        以西门子的S7-200为例，输入I、输出Q、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量，可以在符号表中为全局变量定义符号名。
       程序组织单元(Program Organizational Unit)简称为POU，包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量，局部变量用L(Local)来表示，局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反，全局变量可以在各POU中使用。
       2．局部变量有哪些类型？
       子程序可以使用下列局部变量：
       1) TEMP (临时变量)是暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时，定义的临时变量才被使用，POU执行完后，不再保存临时变量的数值。主程序和中断程序的局部变量表中只有TEMP变量。
       2) IN(输入参数)由调用它的POU提供的传入子程序的输入参数。
       3) OUT(输出参数)是子程序的执行结果，它被返回给调用它的POU。
       4) IN_OUT(输入_输出参数)的初始值由调用它的POU传送给子程序，并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。
       主程序和中断程序的局部变量表中只有临时变量TEMP。
       3．子程序的输入、输出参数有什么作用？
       具有输入、输出参数和局部变量的子程序易于实现结构化编程，对于长期生产同类设备或生产线的厂家尤为有用。编程人员为设备的各部件或工艺功能编写了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的内部代码，只要知道子程序的功能和输入、输出参数的意义，就可以用它们快速“组装”出满足不同的用户要求的控制程序。就好像可以用数字集成电路芯片组成复杂的数字电路一样。
       如果子程序没有输入、输出参数，这种子程序没有明确的软件接口，使用起来很不方便。
       4．局部变量有什么优点？
       1) 子程序如果没有局部变量，它和调用它的程序之间只能通过全局变量来交换数据，子程序内部也只能使用全局变量。将它移植到别的项目时，需要对各POU使用的全局变量作统一安排，以保证不会出现地址冲突。当程序很复杂，子程序很多时，这种地址分配是很花时间的。
       如果子程序有局部变量，并且在子程序中只使用局部变量，不使用全局变量，因为与其他POU没有地址冲突，不作任何改动，就可以将子程序移植到别的项目中去。
       为了减少移植子程序的工作量，在子程序中应尽量避免使用全局变量和全局符号。
       2) 如果使用局部变量表中的临时变量（TEMP），同一片物理存储器可以在不同的程序中重复使用。

    下面以S7-200为例，介绍子程序的编程和调用的过程。
    1．创建子程序
    生成项目时，自动生成一个子程序。打开程序编辑器，执行“编辑”菜单中的命令“插入”→“子程序”，将自动生成和打开新的子程序。
    2．生成局部变量
    名为“模拟量计算”的子程序如下图所示，在该子程序的局部变量表中，定义了3个输入（IN）参数，一个输出（OUT）参数，和名为“暂存1”的临时（TEMP）变量。局部变量表最左边的一列是自动分配的每个变量在局部存储器（L）中的地址。

    3．编写子程序的梯形图
    局部变量表的下面是程序区（见上图），输入参数“转换值”是来自模拟量输入模块的与模拟量成正比的转换值，输出参数“模拟值”是计算出的对应的模拟量（例如压力、温度等）的工程值。子程序中变量名称前的“#”表示该变量是局部变量，它是编程软件自动添加的，输入局部变量时不用输入“#”号。特殊存储器位SM0.0的常开触点总是闭合。
    4．子程序的调用
    可以在主程序、其他子程序或中断程序中调用子程序，调用子程序时将执行子程序中的指令，直至子程序结束，然后返回调用它的程序中该子程序调用指令的下一条指令之处。
    创建子程序后，在上图左边指令树最下面的“调用子程序”文件夹中自动生成刚创建的子程序“模拟量计算”对应的图标。
    在梯形图程序中插入子程序调用指令时，首先打开主程序，显示出需要调用子程序的网络。打开指令树最下面的“调用子程序”文件夹，用鼠标左键按住需要调用的子程序图标，将它“拖”到程序编辑器中需要的位置。放开左键，子程序块便被放置在该位置。

    子程序方框中左边的“转换值”等是在子程序“模拟量计算”的变量声明表中定义的输入参数，右边的“模拟值”是输出参数。它们被称为子程序的形式参数，简称为形参，形参在子程序内部的程序中使用。调用子程序时，需要为每个形参指定实际的参数（简称为实参），例如为形参“转换值”指定的实参为模拟量输入字AIW2（见上图）。
    子程序调用指令中的实参的有效操作数为存储器地址、常量、全局符号和调用指令所在的POU中的局部变量，不能指定被调用子程序中的局部变量。
    CPU调用子程序时，输入参数被复制到子程序的局部存储器，子程序执行完后，从局部存储器复制输出参数到指定的输出参数地址。

精智面板系列 KP、TP、KTP

• 优异的人机界面功能，适用于要求苛刻的应用
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• 所有触摸式设备都进行垂直安装
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• 通过标准电缆（标准以太网电缆、标准 USB 电缆）方便地进行项目传输
• 画面刷新时间短，性能极高
• 通过了多种认证（例如，ATEX 2/22 和船舶认证），适用于条件极为恶劣的工业环境
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• 按键操作设备，每个功能键带 LED，具有新的文本输入方法，与手机键盘类似
• 所有按键都具有 200 万次使用寿命
• 使用 TIA 博途的 WinCC 工程组态软件进行组态
• • 全集成自动化(TIA) 的集成组件：
    提高生产率，最小化工程费用，减少生存周期成本
    • 当安装空间有限时也可用在垂直位置（所有触控设备）。
  • 具备下列特点，可降低维修和调试成本：
    • 组态效率高，项目下载快，因此组态和调试时间较短
    • 可通过可选的 SIMATIC HMI 存储卡进行自动备份
    • 背景照明寿命周期长
    • 免维护设计
    • 断电时可保证数据安全
  • 由于具有输入/输出字段、图形、趋势曲线、柱状图、文本和位图等要素，可以简单、轻松地显示过程值
  • 带有预组态屏幕对象的图形库
  • 可全球使用￡o
    • 可组态 32 种联机语言（包括亚洲和西里尔字符集）
    • 可以在线切换 32 种语言
    • 相关语言文本和图形
  • 标准硬件和软件接口可提高灵活性，并省去附加硬件：
    • 内置 PROFIBUS 和 PROFINET 接口（7 英寸及以上型号，两个 PROFINET 端口，带集成开关）
    • 两个 SD 卡插槽，可用于存储归档和用户数据并用于自动备份
    • USB 设备接口可用于方便地下载项目
    • USB 主机接口可用于连接 USB 闪盘、键盘、鼠标和打印机
    • 对于 7 英寸及以上型号，可将音频输入/输出接口与集成的媒体播放器结合使用
    • 标准 Windows 存储格式（CSV），用于归档和配方，以使用标准工具（如 Microsoft Excel）实现进一步处理
    • 可通过 Sm