自制博途PID模拟功能块：高效测试与运行PID算法的利器

点击慧通工控关注我，设为星标不错过每一篇深度好文

在工业自动化领域，PID控制算法是调节温度、压力、流量等过程变量的核心。西门子博途（TIA Portal）平台提供了标准PID控制功能块，但在实际项目开发和调试中，特别是算法验证、参数整定预演和工程师培训等环节，直接依赖物理设备进行PID测试往往存在诸多限制：

接项目外包、运动控制、过程控制

   欢迎广大需要合作厂家、个人来谈合作!

设备依赖性与成本：

  需要连接真实的传感器、执行器和被控对象（如锅炉、水箱），设备成本高且可能不可用（新项目早期）或占用生产资源。

调试风险与安全性：  在物理设备上调试未经充分验证的PID参数或逻辑，可能导致超调、振荡甚至设备损坏，尤其涉及高温、高压等危险工况时风险更高。

效率瓶颈：  物理系统响应通常较慢（如大型热容量对象），等待系统稳定以观察效果、调整参数的过程极其耗时，严重拖慢开发调试节奏。

场景局限性：  难以快速模拟极端工况（如超大设定值阶跃、强扰动冲击）、不同对象特性（如一阶惯性、纯滞后变化）或执行器非线性（如死区、饱和）。

培训难度：  新手工程师直接在真实设备上学习PID整定风险大、成本高，缺乏一个安全的“虚拟沙盒”环境进行练习和原理理解。

自制PID模拟功能块的必要性

针对上述痛点，在博途环境中自主开发一个专用的PID模拟功能块成为极具价值的解决方案。其核心在于在PLC内部虚拟地模拟一个典型的“过程对象”（被控系统）的动态响应，并与标准的或自定义的PID控制功能块闭环连接，构成一个完整的、脱离物理设备的虚拟PID控制系统。

自制功能块带来的核心优势：

无设备依赖，显著降低成本与门槛：

只需PLC（甚至仿真模式），无需传感器、执行器或真实被控对象。

项目前期即可进行PID算法逻辑验证和初步参数整定，加速开发周期。

绝对安全，消除调试风险：

所有操作均在虚拟环境中进行，完全不会对实际设备造成任何影响。

大胆尝试各种控制策略和极限参数组合，无安全后顾之忧。

效率飞跃，加速调试与学习：

虚拟对象响应速度可调（远快于真实物理对象），瞬间完成响应测试。

快速迭代PID参数，直观观察效果，极大缩短整定时间。

工程师可在办公室高效完成大部分预调试工作，减少现场调试压力和时间。

强大的培训与教学工具：

为工程师（尤其是新手）提供安全、可控的环境，深入理解PID工作原理、参数（P/I/D）影响以及不同对象特性下的整定技巧。

可视化效果直观，加速知识吸收和技能提升。

自制模拟功能块的核心设计原理与代码：

1、输入信号（模拟量输入数字量：5530-27648）

2、设定时间（输入信号到输出信号变化之间的时间）

3、运行（运行信号）

4、反向（反向逻辑输入）

5、输出信号（模拟量输出数字量：5530-27648）

6、程序原码如下图所示

PID测试步骤：

1、新建PID工艺

2、工艺组态及参数设置

3、PID编程部分

新建循环中断块OB30，将PID指令拖放至程序段1中并设置PID相关变量与参数。

将PID模拟功能块拖放至程序段2中，设置块内的相关参数。

为了模拟PID输出与反馈信号，必须将PID反馈输入接到PID_SIM块的输出，且将PID反馈输出接到PID_SIM块的输入。这样就会形成信号的闭环并可以运行测试了。

4、PID功能测试

运行程序

打开PID调试页面开始调试。首先进行粗调，粗调很快就会完成，接着就是精细调节，最终会生成新的PID参数。以下是调试截图：

由于是软件模拟，多试几次就会熟练掌握PID的功能了。

5、同时我们也在S7-200SMART中也同步完成了PID_SIM子程序功能，方便在S7-200SMART中进行调试。

以上原码已公布，若还需要博途和S7-200源程序的朋友赞赏一下可获取下载链接。

您的赞助、在看、转发、分享我都喜欢!   请关注我们,不要错过更多分享。

相关精选文章分享：

EPLAN2022绘制安装板平面布局图并自动生成机柜设备清单的步骤

EPLAN2022自动成生端子排接线图的步骤

博途减少定时器/计数器占用DB块数量的三种方法与实践

实战MCGS触摸屏与正泰电能表组合而成的电量计量监控系统

基于西门子S71500PLC的罗克韦尔FactoryTalkBatch系统集成应用研究

西门子S7200SMART与正泰电子式电能表Modbus通讯详细教程（附例程下载）

PLC在通讯过程中常用的心跳功能

EPLAN2024软件简介（附软件与部件库下载）

在WinCC中如何使用VBS读取变量归档数据到EXCEL表格？附源码下载

如何把WinCC的参数保存到TXT文件中？

WinCC动态生成历史趋势的方法

西门子PLC常用的功能块与算法收藏大合集（附下载地址）

西门子S7200SMART仿真软件介绍

西门子S71200对模拟量输入和输出模块的读写操作（附例程下载）

西门子WinCC画面中选项组的使用简介

西门子WinCC中使用IndustrialGadgetsPro控件实现流水和电机动画效果

更多精彩内容请到公众号查阅...

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！