要求将一台电炉的炉温控制在一定的范围。电炉的工作原理如下。

当设定电炉温度后，S7-200 SMART PLC经过PID运算后由模拟量输出模块EM AQ02输出一个电压信号送到控制板，控制板根据电压信号（弱电信号）的大小控制电热丝的加热电压（强电）的大小（甚至断开），温度传感器测量电炉的温度，温度信号经过控制板的处理后输入到模拟量输入模块EM AE04，再送到S7-200 SMART PLC进行PID运算，如此循环。整个系统的硬件配置如图9-1所示。

图9-1 硬件配置图

1.主要软硬件配置

1）1套STEP7-Micro/WIN SMART V1.0。

2）1台CPU ST40。

3）1台EM AE04。

4）1台EM AQ02。

5）1根以太网线。

6）1台电炉（含控制板）。

2.主要指令介绍

PID回路（PID）指令，当使能有效时，根据表格(TBL)中的输入和配置信息对引用LOOP执行PID回路计算。PID指令的格式见表9-1。

表9-1 PID指令格式

PID指令使用注意事项有以下几方面。

1）程序中最多可以使用8条PID指令，回路号为0～7，不能重复使用。

2）必须保证过程变量和给定值积分项前值和过程变量前值在0.0～1.0之间。

3）如果进行PID计算的数学运算时遇到错误，将设置SM1.1（溢出或非法数值）并终止PID指令的执行。(www.daowen.com)

在工业生产过程中，模拟信号PID（由比例、积分和微分构成的闭合回路）调节是常见的控制方法。运行PID控制指令，S7-200 SMART PLC将根据参数表中输入测量值、控制设定值及PID参数，进行PID运算，求得输出控制值。参数表中有9个参数，共占用36个字节，全部是32位的实数，部分保留给自整定用。PID控制回路的参数表见表9-2。

表9-2 PID控制回路参数表

3.编写电炉的温度控制程序

1）编写程序前，先要填写PID指令的参数表，参数见表9-3。

表9-3 电炉温度控制的PID参数表

2）再编写PLC控制程序，程序如图9-2所示。

图9-2 电炉PID控制程序

a)主程序

图9-2 电炉PID控制程序（续）

b)主程序

图9-2 电炉PID控制程序（续）

c)中断服务程序

【关键点】编写此程序首先要理解PID的参数表各个参数的含义，其次是要理解数据类型的转换。要将整数转化成实数，必须先将整数转化成双整数，因为S7-200 SMART PLC中没有直接将整数转化成实数的指令。