松下 PLC（FPWIN Pro/GR）PID 功能块实操指南：参数设置、编程、I/O 映射（含块占位示意图）

本页按官方手册口径整理，默认示例使用 F355_PID 指令（部分机型名称显示为“PID processing”或库 FB）。 少量机型/固件的可用性与显示界面可能不同，以实际机型与版本手册为准。

目录

1. 1. 原理与工作模式
2. 2. PID 块占位示意 & 接口速查
3. 3. 参数明细与推荐初值
4. 4. 模拟量 I/O 映射（PV/SP/MV）
5. 5. 编程步骤（FBD / LD / ST 示例）
6. 6. 自动整定（AT）与手/自无扰切换
7. 7. 常见问题排查

1）原理与工作模式

• PID 组成：P（比例）+ I（积分）+ D（微分），以采样周期Ts进行离散计算。
• 正/反作用：加热类通常选 反作用（PV 下降→输出 MV 上升），冷却/制动类多为 正作用（PV 上升→MV 上升）。
• 两种结构：PI‑D 与 I‑PD（后者对扰动抑制更柔和，整定时间更长）。
• 输出限幅：配置LowerLimit/UpperLimit，用于防止超调与保护执行器。
• 自动整定（AT）：置位控制字 MSB 可启用 AT，控制器在上下限之间激励，识别过程参数并回写Kp/Ti/Td。

2）PID 块占位示意 & 接口速查

在 FPWIN Pro/GR 的 FBD/LD 中，F355_PID 通常以一个带EN/ENO与单一数组输入s的功能（或功能块）出现。 下图为工程化占位图（把数组元素“拆口”方便看线），实际接线以s[ ]赋值为准。

PID（F355_PID）s[0..30] 数组承载参数/IOSP 目标值 → s[1]PV 测量值 → s[2]Control 模式/AT位 → s[0]Kp/Ti/Td/Ts → s[6]/s[7]/s[8]/s[9]Lower/Upper → s[4]/s[5]MV 输出 ← s[3]AT 进度 ← s[10] (1..5)ENO（执行结果）实际块图常显示为 EN/ENO + s（数组）一个口；此图为教学占位

数组索引	名称	含义 / 单位	典型范围	备注
s[0]	Control	控制模式 + AT触发（MSB=1）	见下表	选择 PI‑D / I‑PD & 正/反作用；AT 置位后自动识别参数并复位
s[1]	SP	目标值（整数标度）	0..10000	建议与 PV 同标度
s[2]	PV	测量值（整数标度）	0..10000	通常把 0–10V/4–20mA 缩放到 0..10000
s[3]	MV	控制输出（模拟量写出）	0..4000 或 −2000..+2000	对应 0–10V 或 ±10V 模块标度
s[4]/s[5]	Lower/Upper	输出下/上限	0..10000	用于限幅与AT激励边界
s[6]	Kp	比例增益 ×0.1	1..9999 → 0.1..999.9	AT 会回写
s[7]	Ti	积分时间 ×0.1s	1..30000 → 0.1..3000s	AT 会回写
s[8]	Td	微分时间 ×0.1s	1..10000 → 0.1..1000s	AT 会回写
s[9]	Ts	采样周期 ×0.01s	1..6000 → 0.01..60.00s	需与任务周期匹配
s[10]	AT_Progress	自动整定进度	1..5	5 表示完成
s[11..30]	工作区	算法内部使用	—	无需手动改动

Control（s[0]）低 3 位	含义
000b	反作用（加热） + PI‑D
001b	正作用（冷却） + PI‑D
010b	反作用 + I‑PD
011b	正作用 + I‑PD

3）参数明细与推荐初值

4）模拟量 I/O 映射（PV / SP / MV）

• PV / SP 标度：建议采用0..10000统一标度。把 0–10V/4–20mA 的采样值缩放到该区间。
• MV 标度：常见模拟量输出模块：0..10V → 0..4000，±10V → −2000..+2000。确保与s[3]一致。
• 滤波与限幅：PV 可先做一阶低通或移动平均；输出按s[4]/s[5]限幅以保护执行器。

5）编程步骤（FBD / LD / ST）

5.1 变量声明（示例）

// GVL（全局变量）或程序头部
VAR_GLOBAL
  PIDTbl : ARRAY[0..30] OF INT := [
    16#0000,  (* s0: Control = 反作用 PI-D，无 AT *)
    0,        (* s1: SP    *)
    0,        (* s2: PV    *)
    0,        (* s3: MV    *)
    0,10000,  (* s4/s5: 下/上限 *)
    50, 300, 0, 10,  (* s6..s9: Kp=5.0, Ti=30.0s, Td=0, Ts=0.10s *)
    0,        (* s10: AT_Progress 只读 *)
    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,  (* s11..s20 工作区 *)
    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,  (* s21..s30 工作区 *)
  ];
  AI_Raw : INT;   // 模拟量输入原码（例如 0..4000 = 0..10V）
  AO_Raw : INT;   // 模拟量输出原码（写到 AO 通道）
END_VAR

5.2 FBD 调用（最简）

// 1) 读 AI → 缩放到 0..10000
PIDTbl[2] := AI_Raw * 10000 / 4000;   // PV
// 2) 写 SP（来自 HMI 或固定值）
PIDTbl[1] := 6000;                    // 例：目标 60.00%
// 3) 执行 PID
F355_PID( s := PIDTbl );
// 4) 输出缩放：0..10000 → 0..4000（0..10V）
AO_Raw := LIMIT(0, PIDTbl[3] * 4000 / 10000, 4000);

5.3 LD 占位（示意）

// ┌───[ 缩放 PV ]──────────────┐      ┌─[ PID ]────────┐    ┌──[ 缩放 MV ]─────┐
// |  AI_Raw×10000/4000 → s[2]  | ---> |  F355_PID(s)    | --> |  s[3]×4000/10000  | → AO_Raw
// └────────────────────────────┘      └─────────────────┘    └──────────────────┘

5.4 ST 版本（含自动整定触发）

// 触发一次自动整定（上升沿）：
IF AT_Start AND NOT AT_Start_M1 THEN
  PIDTbl[0] := PIDTbl[0] OR 16#8000;    // 置位 MSB 启动 AT
END_IF;
AT_Start_M1 := AT_Start;

// 运行：
F355_PID( s := PIDTbl );

// 监视 AT 进度：完成后 PIDTbl[0] 的 MSB 会被自动清零，PIDTbl[10]≈5
IF PIDTbl[10] = 5 THEN
  AT_Done := TRUE;
END_IF;

6）自动整定（AT）与手/自无扰切换

7）常见问题排查

现象	可能原因	处理建议
输出总顶到上/下限	SP/PV 标度不一致；Kp 过大；积分饱和；负载过重	统一标度到 0..10000；先降 Kp、禁用 I；确认机械/工艺上限
波动/振荡	Ts 太大；Kp 过高；D 未滤波；PV 噪声大	缩小 Ts；降 Kp、适度增 Ti；对 PV 做低通/移动平均
AT 无法完成	限幅过窄；工艺无明显响应；信号方向选错	适当放宽 Lower/Upper；确认反/正作用；检查传感器与接线

注：F355_PID 在不同 PLC 机型/固件上的可用性与显示名称可能不同；FP7 等新平台亦可通过库 FB 以类似参数使用。请以机型对应的官方“编程/指令/模拟量模块”手册为准。