S7-300 PLC中 FB41 PID 算法程序设计
5.2 单容锅炉静态水温控制（一阶积分对象）
如图13所示，此控制对象为锅炉温度。温度反馈信号使用的是PT100热电阻，通过AI808智能仪表把信号转化为4~20MA电信号送入SM331模块。程序结合FB43占空比控制功能块，把PID运算结果转化为PWM信号，由PLC输出PWM脉冲信号对交流接触器进行锅炉加热控制。监控显示为锅炉从25度加热到30度的状态。
图13 锅炉水温实验装置
温度控制程序在0B35中调用PID运算模块，根据经验法所得其循环时间设置为10S。 P设置为15，I设置为800000ms，D设置为15000ms。
FB41（梯形图）控制结果如图14所示
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图14 FB41（梯形图）控制结果
分析所得：
n=1.4 tr=116s tp=121s ts=144s σ=1.7% e(∞)=-0.147
FB41控制结果如图15所示
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图15 FB41控制结果 分析所得：
n=1.4 tr=110s tp=291s ts=321s σ=2.4% e(∞)=0.747
实验结果表明，FB41（梯形图）在水温控制方面效果比FB41还好。
5.3 单容水箱水位控制（一阶惯性对象）
本实验装置如图16、17所示。此控制对象为单容水箱水位控制。装置使用压力传感器（1m=10KPA）把水位反馈信号（4~20ma)传至PLC SM331模块。PLC中通过PID运算，由SM332模块把PID运算结果转换为对应的4~20ma电信号传送给电动调节阀，从而通
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过控制阀门的开度来控制蓄水口出水量的多少。此外，我们把水箱蓄水设置成为一个动态过程，即让水箱边蓄水时边放水（当然蓄水口出水量要始终大于放水口的蓄水量）。这样做就更加能够看出算法的控制优劣性。本次实验调节过程为先让水位稳定在75cm，然后把水位设置为120cm，稳定后，把水位设置为180cm，稳定后，最后把水位设置回120cm。
图16 水箱及压力水位传感器
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图17 电动调节阀
水位控制程序在0B35中调用PID运算模块，根据经验法所得其循环时间设置为6s，P为10，I为40S，D为17S。
FB41（梯形图）控制结果如图18所示：
图18 FB41（梯形图）控制结果
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