比较简单的实现PID闭环控制的方法

PID控制的难点在于整定控制器的参数。为了学习整定PID控制器参数的方法，必须做闭环实验，开环运行PID程序没有任何意义。用硬件组成一个闭环需要PLC的CPU模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，此外还需要被控对象、检测元件、变送器和执行机构。例如可以用电热水壶作为被控对象，用热电阻检测温度，用温度变送器将温度转换为标准电压，用移相控制的交流固态调压器作执行机构。
有没有比较简单的实现PID闭环控制的方法呢？
在控制理论中，用传递函数来描述被控对象、检测元件、执行机构和PID控制器。
被控对象一般是串联的惯性环节和积分环节的组合。在实验室可以用以运算放大器为核心的模拟电路来模拟广义的被控对象（包括检测元件和执行机构）的传递函数。我曾将这种运放电路用于S7-200和S7-1200的PID参数自动调节实验。
用运算放大器模拟被控对象一般需要做印刷电路板，还是比较麻烦。有没有更简单的方法呢？
除了用运算放大器来模拟被控对象的传递函数，也可以用PLC的程序来模拟。为此我编写了用来模拟被控对象的S7-200的子程序，它也可以用于S7-200 SMART。使用模拟的被控对象的PID闭环示意图如下图所示，虚线右边是被控对象，DISV是系统的扰动输入值。虚线左边是PLC的PID控制程序。

安装和拆卸信号模块。在安装CPU之后分别安装信号模块，先卸下CPU右侧的连接器盖，将螺丝刀插入盖上方的插槽中，将上方的盖轻轻挑出，并卸下盖，收好盖以备再次使用，将信号模块挂到DIN导轨上方，拉出下方的DIN导轨卡夹，以便将信号模块安装到导轨上，向下转动信号模块，使其位，并推入下方的卡夹，将其锁定到导轨上。
安装信号模块
    伸出总线连接器，可以建立信号模块之间的机械和电气连接。具体步骤如下，将螺丝刀放到信号模块上方的小接头旁，将小接头滑到左侧，使总线连接器伸到CPU中，也可以在不卸下CPU或其他信号模块时卸下任何信号模块。在拆卸信号模块时，一定要断开CPU的电源，并卸下信号模块的IO连接器和接线。使用螺丝刀缩回总线连接器，拔出信号模块下方的DIN导轨，卡夹从导轨上松开信号模块，向上转动，使其脱离导轨，盖上CPU的总线连接器。
拆卸信号模块
    安装和拆卸通信模块。先将通信模块连接到CPU上，然后再将整个组件作为一个单元，安装到DIN导轨或面板上。具体做法如下，先拆下CPU左侧的总线盖板，将螺丝刀插入总线盖板上方的插槽中，轻轻撬出上方的盖板，然后连接单元使通信模块的总线连接器和连线柱与CPU上的孔对齐，用力将两个单元压在一起，直到接线柱卡入到位，将该组合单元安装到DIN导轨或面板上即可。从DIN导轨或面板上卸下通信模块时，将CPU和通信模块作为一个完整单元。S7-1200安装方式
    安装和拆卸CPU。先将全部通信模块连接到CPU上，然后将它们作为一个单元来进行安装。将CPU安装到DIN导轨上需要以下几步：1、安装DIN导轨，每隔75毫米将导轨固定到安装板上。2、将CPU挂到DIN导轨上方。3、拉出CPU下方的DIN导轨卡夹，以便能将CPU安装到导轨上。4、向下转动CPU，使其在导轨上位。5、推入卡夹，将CPU锁定到导轨上。
安装CPU
    在拆卸CPU时，先一定要断开CPU的电源及其IO连接器连线或电缆，然后将CPU和所有相连的通信模块作为一个完整单元拆卸，所有信号模块应保持安装状态。如果信号模块已连接到CPU，则需要缩回总线连接器。具体步骤如下，将螺丝刀放到信号模块上方的小接头旁，向下按螺丝刀，使连接器与CPU相分离，将小接头滑到右侧。卸下CPU分两步：1、拉出DIN导轨，卡夹从导轨上松开CPU。2、向上转动CPU，使其脱离导轨，然后从系统中卸下CPU。

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