1770-CG 在工业生产中，常需要用闭环控制方式来实现温度、压力、流量等连续变化的模拟量控制。无论使用模拟控制器的模拟控制系统，还是使用计算机(包括PLC)的数字控制系统，PID控制都得到了广泛的应用。
PID控制器是比例－积分－微分控制的简称，具有
(1) 不需要**的控制系统数学模型;
(2) 有较强的灵活性和适应性;
(3) 结构典型、程序设计简单，工程上易于实现，参数调整方便等优点。积分控制可以消除系统的静差，微分控制可以改善系统的动态相应速度，比例、积分、微分三者有效地结合可以满足不同的控制要求。
2 PLC实现PID的控制方式
2.1 PID过程控制模块
这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的，并存放在模块中，用户使用时序要设置一些参数，使用起来非常方便，一个模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。
2.2 PID功能指令
现在很多PLC都有供PID控制用的功能指令，如S7-200的PID指令。它们实际上是用于PID控制的子程序，与模拟量输入/输出模块一起使用，可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果。
2.3 用自编的程序实现PID闭环控制
有的PLC没有PID过程控制模块和PID控制用的功能指令，有时虽然可以使用PID控制指令，但是希望采用某种改进的PID控制算法。在上述情况下都需要用户自己编制PID控制程序。
3 PLC-PID控制器的实现
本文以西门子S7-200PLC为例，说明PID控制的原理及PLC的PID功能指令的使用及控制功能的实现。
3.1 PID控制器的数字化
PLC的PID控制器的设计是以连续系统的PID控制规律为基础，将其数字化写成离散形式的PID控制方程，再跟据离散方程进行控制程序设计。
在连续系统中，典型的PID闭环控制系统如图1所示。图1中sp(t)是给定值，pv(t)是反馈量，c(t)是系统的输出量，PID控制的输入输出关系式为:
式中:
M(t)—控制器的输出量，M0为输出的初始值;
e(t)=sp(t)-pv(t)－误差信号;
KC比例系数;
TI－积分时间常数;
TD－微分时间常数。
图1 连续闭环控制系统方框图
式(1)的右边前3项分别是比例、积分、微分部分，它们分别与误差，误差的积分和微分成正比。如果取其中的一项或两项，可以组成P、PD或PI控制器。
假设采样周期为TS，系统开始运行的时刻为t＝0，用矩形积分来近似**积分，用差分近似**微分，将公式1离散化，第n次采样时控制器的输出为: 
(2)
式中:
en-1－第n-1次采样时的误差值;
KI－积分系数;
KD－微分系数。
基于PLC的闭环控制系统如图2所示。图中的虚线部分在PLC内。其中spn、pvn、en、Mn分别为模拟量在sp(t)、pv(t)、e(t)、M(t)在第n次采样时的数字量。
图2 PLC闭环控制系统方框图
在许多控制系统内，可能只需要P、I、D中的一种或两种控制类型。如可能只要求比例控制或比例与积分控制，通过设置参数可对回路进行控制类型进行选择。
Micro Motion F050SR113SUR Mass Flow Sensor MicroMotion F050S R113SUR
Foxboro 84F-T04S1SS1TJF Intelligent Vortex Flowmeter Transmitter 84FT04S1SS1TJF
NEW DeZurik 8" 3 Way Valve Part: 9426087R001 Style: PTW Body: DI CWP: 125
American Maplan NEW Hydraulic Pump 2157311 213T NIB Baldor Reliance 3HP Motor
Rosemount 1151LT5EA0A12DM?1 Liquid Level Pressure Transmitter 1151-LT5EA0A12D?M1
Foxboro 83F-D06S1SSRJA-?D Vortex Flowmeter Flow Meter Transmitter 83FD06S1SSRJAD
Sundyne/GE Gearbox/Pump/Mo?tor 2" In x 3" Out GB01AC13GKH11AB?/LMV-311/5K6257?XL1B
Kawasaki NEW K3VL140/A-1NRSS KPM variable displacement piston pump K3VL NIB
General Electric Panametrics Model 6468 Ultrasonic Liquid Flowmeter GE 64 68
ITT Barton FHGG Flow Control 1200 PSI 4-20 mA DC 11-45 VDC
Foxboro 83F-D06K2SSRJZ-?D Vortex Flow Meter I/A Series 83FD06K2SSRJZD Transmitter
United Electric J400K-S157B Flow Control 300 PSI J400KS157B 10 to 100 PSI D
APV Invensys Plate frame Heat Exchanger R5 M-16 SS 2004 610 sq. ft.
General Electric Panametrics Model 7168 Ultrasonic Flowmeter GE J1614HLL 120V 4X
Springs Fabrication NEW 6" 00-0198 Stainless Steel Filter Pot Vessel 185 PSI SF
Cutler Hammer CLS-12 Fuse 5ACLS-5R 150 Amp 5.08 KV CH
GE 9F60LJD506 Fuse 6R 5.08kV EJ-2 General Electric 9F60
Bussmann LPS-RK-450 Low-Peak 450A Fuse 600V RK-1 A NIB
Bussmann FRS-R-225 Fusetron 225A Fuse 600V RK5 Amp NIB
Ferraz A025R800 Fuse 800A 250V 800 Amp Shawmut Carbon
Gould Shawmut A4BY5000 Fuse Amptrap L A4BY 5000 A 600V
Bussmann LPS-RK-175SP Low-Peak Fuse 175 Amp A RK-1 Buss
Bussmann Limitron JKS-200 Fuse Class J JKS200 Amp Buss
Gould Shawmut 225-007-969 Amp Trap CL-14 20E 15.5kV NIB
Gould Shawmut A4J400 Amptrap Fuse 400 Amp 600V Class J
Bussmann LPS-RK-450 Low-Peak 450A Fuse 600V RK-1 A Amp
Westinghouse 1392542 Fuse 200 Max Amp Type BAL 2.5 KV A
ABB 4989C13A07 CLC Fuse 50 Amp 4.3/2.5 KV 4989-C13-A07
Shawmut A4J175 Amptrap Fuse 175 Amp 600V Class J Gould
GE 9F60LJD806 Fuse 6R 5.08kV EJ-2 General Electric 9F60
Econolim JCL175 Fuse 175 Amp 600 V Class J JCL Shawmut
NEW Gould Shawmut A70P1800 226 8/88 Type 128A Fuse Amp-trap Form 101 1800A 700V
S&C 86151R2 Power Fuse Holder 400E Snuffler SM-5S 7.2-8.25 kV Outdoor Type SM 5
Gould Shawmut A70P60 Amptrap Fuse 60 Amp 700V Form 101
Bussmann LPS-RK-250SP Low-Peak Fuse 250 Amp A RK-1 Buss
Bussmann LPS-RK-225SP Low-Peak Fuse 225 Amp A RK-1 Buss
General Electric 9F62FDD175 Fuse 175E 15.5kV 15500V
Econolim JCL350 Fuse 350 Amp 600 V Class J JCL Shawmut
Bussmann LPS-RK-300SP Low-Peak Fuse 300 Amp A RK-1 Buss
Edison LESRK175 Time Delay Fuse 175 Amp A RK-1 LES RK1
Gould Shawmut A25X800 Amptrap Fuse 800A 250V Form 101
Buss Semitron NIB SPP-7E1200 Fuse 1200 Amp 700 Volt SPP7E1200 1200A Sealed
Siemens 48FM4R-4G Fuse Rating 4R 2.4/4.8 KV 48FM4R4G
Bussmann KLP-3000 Hi-Cap Fuse 600V 3000A KLP3000 A Amp
Gould Shawmut A70P100 Amptrap Fuse 100 Amp 700V Form101
Westinghouse CH 5HLE-400E Fuse 5.5kV 5HLE400E Size E
Bussmann LAA-L3 Current Limiting Fuse Buss LAAL3
Econolim JCL400 Fuse 400 Amp 600 V Class J JCL Shawmut
