以下内容节选自机械工业出版社出版的西门子自动化技术丛书----《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》， 作者崔坚。更多更详细的内容请您参考《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》一书。

S7-1500 PLC支持的PID指令

• 10.12 S7-1500 PLC支持的PID指令

在连接了传感器和执行器的S7-1500 PLC中，可通过PID软件控制器实现对一个受控系统的比例、微分、积分作用，使受控系统达到期望的状态。S7-1500 PLC的PID控制器通过在TIA 博途程序中调用PID控制工艺指令和组态工艺对象实现。PID控制器的工艺对象即指令的背景数据块，它用于保存软件控制器的组态数据。

S7-1500 PLC的PID控制器的指令集分为两大类：“Compact PID”和“PID基本函数”。“Compact PID”指令集中包含PID_Compact、PID_3Step、以及PID_Temp等指令。“PID基本函数”指令中包含CONT_C、CONT_S、PULSEGEN、TCONT_CP、以及TCONT_S等指令，这些指令传承S7-300/400 PID控制，这里不再介绍。

• 10.12.1 PID_Compact 指令

PID_Compact指令提供一个能工作在手动或自动模式下，且具有集成优化功能的PID连续控制器或脉冲控制器。 

PID_Compact指令连续采集在控制回路内测量的过程值，并将其与设定值进行比较，生成的控制偏差用于计算该控制器的输出值。通过此输出值，可以尽可能快速且稳定地将过程值调整到设定值。

在自动调试模式下，PID_Compact指令可通过预调节和精确调节这两个步骤实现对受控系统的比例、积分和微分参数的自动计算。用户也可在工艺对象的“PID参数”中手动输入这些参数。

• 10.12.2 PID_3Step 指令

PID_3Step指令提供一个 PID 控制器，可通过积分响应对阀门或执行器进行调节。可组态以下控制器： 

带位置反馈的三步步进控制器 

不带位置反馈的三步步进控制器 

具有模拟量输出值的阀门控制器

• 10.12.3 PID_Temp 指令

PID_Temp 指令提供具有集成调节功能的连续PID控制器。PID_Temp指令专为温度控制而设计，适用于加热或加热/制冷应用。为此提供了两路输出，分别用于加热和制冷。PID_Temp 指令可连续采集在控制回路内测量的过程值并将其与设定值进行比较。指令PID_Temp指令将根据生成的控制偏差计算加热和/或制冷的输出值，而该值用于将过程值调整到设定值。

PID_Temp 指令可以在手动或自动模式下使用。另外，PID_Temp指令还可以串级使用。

• 10.12.4 控制器的串级控制

在串级控制中，多个控制回路相互嵌套。在此过程中，从控制器会将较高级的主控制器的输出值 (OutputHeat) 作为下一级控制器的设定值 (Setpoint)。 

建立串级控制系统的先决条件是：受控系统可分为多个子系统，且各个子系统具有自身的对应测量过程值。

受控变量的设定值由最外层的主控制器指定。最内层从控制器的输出值应用于执行器，即作用于受控系统。 

与单回路控制系统相比，使用串级控制系统的主要优势如下：

由于额外存在从属控制回路，可迅速纠正控制系统中发生的扰动。这会显著降低扰动

对控制变量的影响，因此可改善扰动行为。

从属控制回路以线性形式发挥作用，因此这些非线性扰动对受控变量的负面影响可

得到缓解。

上述介绍的PID控制指令都可以作为串级控制使用。