在介绍西门子S7-300中PID(FB41)程序块之前，我们先来了解什么是PID控制：

PID控制是一种广泛使用的控制算法，用于调节系统的输出以匹配所需的输入。它基于系统的当前误差（比例）、过去的误差累积（积分）以及误差的变化率（微分）来计算控制输出。

FB41块有许多输入参数，你需要根据应用需求进行配置。这些参数包括设定值（SP）、过程变量（PV）、比例系数（P）、积分时间（I）、微分时间（D）等。

设定值（SP）：这是你希望系统达到的目标值。

过程变量（PV）：这是系统的当前实际值。你需要使用传感器或其他测量设备来获取这个值。

比例系数（P）：这个参数决定了控制输出对误差的敏感程度。增加P值会使系统更快地响应误差，但也可能导致系统振荡。

积分时间（I）：积分项用于消除系统的稳态误差。I值越大，系统对过去误差的累积越敏感，但也可能导致系统响应变慢。

微分时间（D）：微分项用于预测系统未来的行为。D值越大，系统对误差变化率的敏感程度越高，这有助于在误差变化之前进行预调节。

FB41块所有输入参数的说明：

COM_RST：布尔值，用于重新启动PID。当此标志位为真时，PID将执行重启动功能，并将内部参数复位至默认值。这通常在系统重新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使用。

MAN_ON：布尔值，表示手动模式开启。当此标志位为真时，PID功能块将直接将MAN的值输出到LMN。这是PID的手动/自动切换位。

PEPER_ON：布尔值，用于启用过程变量外围值。由于PID可以直接使用过程变量PIW（不推荐）或使用PIW规格化后的值（常用），此标志位通常为假。

P_SEL：布尔值，用于选择比例控制是否有效。当此标志位为真时，P（比例）控制被选中。

I_SEL：布尔值，用于选择积分控制是否有效。当此标志位为真时，I（积分）控制被选中。

INT_HOLD：布尔值，用于积分保持功能，但通常不建议进行设置。

I_ITL_ON：布尔值，用于启用积分初值。当此标志位为真时，将使用I-ITLVAL变量作为积分初值。这通常在PID功能的积分值增长缓慢或系统响应不够时使用。

D_SEL：布尔值，用于选择微分控制是否有效。但在一般的控制系统中，微分控制并不常用。

CYCLE：时间值，表示PID的采样周期，通常设为200毫秒。

SP_INT：实数，表示PID的设定值。

PV_IN：实数，表示PID的反馈值，也称为过程变量。

PV_PER：无符号整数，表示未经规格化的反馈值，当PEPER_ON为真时有效（不推荐使用）。

MAN：实数，表示手动值，当MAN_ON为真时有效。

GAIN：实数，表示比例增益。

TI：时间值，表示积分时间。

TD：时间值，表示微分时间。

TM_LAG：时间值，与微分控制相关，但具体作用未知且未使用过。

DEADB_W：实数，表示死区宽度。当输出在平衡点附近微小幅度振荡时，可以考虑使用死区来降低灵敏度。

LMN_HLM：实数，表示PID的上限，通常为100%。

LMN_LLM：实数，表示PID的下限。通常为0%，但在需要双极性调节时，需设置为-100%（如正负10V输出时）。

PV_FAC：实数，表示过程变量的比例因子。

PV_OFF：实数，表示过程变量的偏置值（OFFSET）。

LMN_FAC：实数，表示PID输出值的比例因子。

LMN_OFF：实数，表示PID输出值的偏置值（OFFSET）。

I_ITLVAL：实数，表示PID的积分初值，当I_ITL_ON为真时有效。

DISV：实数，表示允许的扰动量，通常在前馈控制中使用，但一般不设置。

部分输出参数的说明：

LMN：实数，表示PID的输出值。

LMN_P：实数，表示PID输出中P（比例）的分量，可用于调试过程中观察效果。

LMN_I：实数，表示PID输出中I（积分）的分量，可用于调试过程中观察效果。

LMN_D：实数，表示PID输出中D（微分）的分量，可用于调试过程中观察效果。

规格化的概念：

PID参数中重要的变量，如设定值、反馈值和输出值，都是使用0.0到1.0之间的实数表示。然而，在实际应用中，这些变量通常来自模拟输入或用于控制模拟输出。因此，需要将模拟输出转换为0.0到1.0的数据，或将0.0到1.0的数据转换为模拟输出，这个过程被称为规格化。

规格化的方法：

对于输入和反馈，执行以下操作：变量 * 100 / 27648，然后将结果传送到PV_IN和SP_INT。对于输出变量，执行以下操作：LMN * 27648 / 100，然后将结果取整并传送给PQW。

PID的调整方法：通常不使用微分控制（D），除非在一些大功率加热控制等具有较大惯性的系统中。在大多数情况下，仅使用比例（P）和积分（I）即可满足需求。

一般先使积分时间（I）等于0，然后逐渐增加比例增益（P），直到系统出现等幅振荡。记下此时的振荡周期，然后将积分时间（I）设置为振荡周期的0.48倍，这样可以满足大多数的应用需求。