西门子PID之FB41

　　剑指工控微信技术群，很多人都在问PID的复杂的微积分算法如何形成程序的？我在这里把STEP7 里FB41源代码和注释给大家贴出来，让大家学习一下，FB41是积分PID。另外如果大家习惯了STEP7的PID也可以通过这个源代码移植到别的控制器上。
　　FUNCTION_BLOCK ＂CONT_C＂
　　TITLE =＂continuous PID controller＂
　　AUTHOR : Jiansiting
　　FAMILY : JZGK
　　NAME : CONT_C
　　VERSION : ＂2.0＂
　　KNOW_HOW_PROTECT
　　VAR_INPUT
　　COM_RST : BOOL := FALSE; //完全重启动
　　MAN_ON : BOOL := TRUE; //手动值打开
　　PVPER_ON : BOOL := FALSE; //外设过程变量打开
　　P_SEL : BOOL := TRUE; //比例作用打开
　　I_SEL : BOOL := TRUE; //积分作用打开
　　INT_HOLD : BOOL := FALSE; //积分作用保持
　　I_ITL_ON : BOOL := FALSE; //积分作用初始化
　　D_SEL : BOOL := FALSE; //微分作用打开
　　CYCLE : TIME := T#1S; //采样时间
　　SP_INT : REAL := 0.0; //内部设定值
　　PV_IN : REAL := 0.0; //过程变量输入
　　PV_PER : WORD := W#16#0; //外设过程变量
　　MAN : REAL := 0.0; //手动值
　　GAIN : REAL := 2.0; //比例增益
　　TI : TIME := T#20S; //积分复位时间
　　TD : TIME := T#10S; //微分时间
　　TM_LAG : TIME := T#2S; //微分作用时间延时
　　DEADB_W : REAL := 0.0; //死区带宽
　　LMN_HLM : REAL := 100.0; //积分值上限
　　LMN_LLM : REAL := 0.0; //积分值下限
　　PV_FAC : REAL := 1.0; //过程变量因子
　　PV_OFF : REAL := 0.0; //过程变量偏移量
　　LMN_FAC : REAL := 1.0; //调节值因子
　　LMN_OFF : REAL := 0.0; //调节值偏移量
　　I_ITLVAL : REAL := 0.0; //积分作用的初始化值
　　DISV : REAL := 0.0; //干扰变量
　　END_VAR
　　VAR_OUTPUT
　　LMN : REAL := 0.0; //调节值
　　LMN_PER : WORD := W#16#0; //外设调节值
　　QLMN_HLM : BOOL := FALSE; //达到调节值上限
　　QLMN_LLM : BOOL := FALSE; //达到调节值下限
　　LMN_P : REAL := 0.0; //比例分量
　　LMN_I : REAL := 0.0; //积分分量
　　LMN_D : REAL := 0.0; //微分分量
　　PV : REAL := 0.0; //
　　ER : REAL := 0.0; //误差信号
　　END_VAR
　　VAR
　　sInvAlt : REAL := 0.0; //上周期比例偏差值
　　sIanteilAlt : REAL := 0.0; //上周期积分值
　　sRestInt : REAL := 0.0; //上周期积分偏差量（浮点数计算偏差）
　　sRestDif : REAL := 0.0; //上周期微分偏差量（浮点数计算偏差）
　　sRueck : REAL := 0.0; //
　　sLmn : REAL := 0.0; //上周期调节值
　　sbArwHLmOn : BOOL := FALSE; //上周期达到调节值上限
　　sbArwLLmOn : BOOL := FALSE; //上周期达到调节值下限
　　sbILimOn : BOOL := TRUE; //备用-本程序没有使用该变量
　　END_VAR
　　VAR_TEMP
　　rCycle : REAL ; //采样时间浮点值
　　Iant : REAL ; //积分增量
　　Diff : REAL ; //积分量
　　Istwert : REAL ; //过程变量浮点值
　　ErKp : REAL ; //偏差比例值
　　rTi : REAL ; //积分时间浮点值
　　rTd : REAL ; //微分时间浮点值
　　rTmLag : REAL ; //微分作用时间延时浮点值
　　Panteil : REAL ; //比例值
　　Ianteil : REAL ; //积分值
　　Danteil : REAL ; //微分值
　　Verstaerk : REAL ; //
　　RueckDiff : REAL ; //
　　RueckAlt : REAL ; //上周期积分量
　　dLmn : REAL ; //调节量
　　gf : REAL ; //Hilfwert
　　rVal : REAL ; //Real Hilfsvariable
　　END_VAR
　　IF COM_RST THEN //PID初始化
　　sIanteilAlt := I_ITLVAL ;
　　LMN := 0.0 ;
　　QLMN_HLM := FALSE ;
　　QLMN_LLM := FALSE ;
　　LMN_P := 0.0 ;
　　LMN_I := 0.0 ;
　　LMN_D := 0.0 ;
　　LMN_PER := W#16#0 ;
　　PV := 0.0 ;
　　ER := 0.0 ;
　　sInvAlt := 0.0 ;
　　sRestInt := 0.0 ;
　　SRestDif := 0.0 ;
　　sRueck := 0.0 ;
　　sLmn := 0.0 ;
　　sbArwHLmOn := FALSE ;
　　sbArwLLmOn := FALSE ;
　　ELSE
　　rCycle := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( CYCLE ) ) / 1000.0 ; //采样时间转换为浮点数值
　　Istwert := DINT_TO_REAL( INT_TO_DINT( WORD_TO_INT ( PV_PER ) ) ) * 0.003616898 ;
　　Istwert := Istwert * PV_FAC + PV_OFF ; //外设输入转换为浮点数值
　　IF NOT PVPER_ON THEN //过程变量选择
　　Istwert := PV_IN ;
　　END_IF;
　　PV := Istwert ;
　　ErKp := SP_INT - PV ; //计算偏差
　　IF ErKp < -DEADB_W THEN
　　ER := ErKp + DEADB_W ;
　　ELSIF ErKp > DEADB_W THEN
　　ER := ErKp - DEADB_W ;
　　ELSE
　　ER := 0.0 ;
　　END_IF;
　　ErKp := ER * GAIN ; //偏差比例增益
　　rTi := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( TI ) ) / 1000.0 ;
　　rTd := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( TD ) ) / 1000.0 ;
　　rTmLag := DINT_TO_REAL( TIME_TO_DINT( TM_LAG ) ) / 1000.0 ;
　　IF rTi < rCycle * 0.5 THEN //积分时间必须 >= 采样时间的0.5倍
　　rTi := rCycle * 0.5 ;
　　END_IF;
　　IF rTd < rCycle THEN //微分时间必须 >= 采样时间
　　rTd := rCycle ;
　　END_IF;
　　IF rTmLag < rCycle * 0.5 THEN //微分作用延时时间必须 >= 采样时间的0.5倍
　　rTmLag := rCycle * 0.5 ;
　　END_IF;
　　IF P_SEL THEN //比例作用投入
　　Panteil := ErKp ;
　　ELSE
　　Panteil := 0.0 ;
　　END_IF;
　　IF I_SEL THEN //积分作用投入
　　IF I_ITL_ON THEN //积分初始化
　　Ianteil := I_ITLVAL ;
　　sRestInt := 0.0 ;
　　ELSIF MAN_ON THEN //手动值输入时的积分量计算，用于用于手动切换自动无扰切换
　　Ianteil := sLmn - Panteil - DISV ;
　　sRestInt := 0.0 ;
　　ELSE //积分计算
　　Iant := ( rCycle / rTi ) * ( ErKp + sInvAlt ) * 0.5 + sRestInt ;
　　IF ( ( Iant > 0.0 AND sbArwHLmOn ) OR INT_HOLD ) OR ( Iant < 0.0 AND sbArwLLmOn )THEN //抗积分饱和
　　Iant := 0.0 ;
　　END_IF;
　　Ianteil := sIanteilAlt + Iant ; //当前积分值 := 上时刻积分值 + 本次积分量
　　sRestInt := sIanteilAlt - Ianteil + Iant ;
　　END_IF;
　　ELSE
　　Ianteil := 0.0 ;
　　sRestInt := 0.0 ;
　　END_IF;
　　Diff := ErKp ;
　　IF NOT MAN_ON AND D_SEL THEN //微分作用投入
　　Verstaerk := rTd / ( rCycle * 0.5 + rTmLag ) ;
　　Danteil := ( Diff - sRueck ) * Verstaerk ;
　　RueckAlt := sRueck ;
　　RueckDiff := rCycle / rTd * Danteil + sRestDif ;
　　sRueck := RueckDiff + RueckAlt ;
　　sRestDif := RueckAlt - sRueck + RueckDiff ; //同积分一样计算微分误差量
　　ELSE //
　　Danteil := 0.0 ;
　　sRestDif := 0.0 ;
　　sRueck := Diff ;
　　END_IF;
　　dLmn := Panteil + Ianteil + Danteil + DISV ; //PID输出
　　IF MAN_ON THEN //PID手动之打开
　　dLmn := MAN ;
　　ELSE
　　IF NOT I_ITL_ON AND I_SEL THEN //干扰量处理
　　IF Ianteil > LMN_HLM - DISV AND dLmn > LMN_HLM AND dLmn - LMN_D > LMN_HLM THEN
　　rVal := LMN_HLM - DISV ;
　　gf := dLmn - LMN_HLM ;
　　rVal := Ianteil - rVal ;
　　IF rVal > gf THEN
　　rVal := gf ;
　　END_IF;
　　Ianteil := Ianteil - rVal ;
　　ELSIF Ianteil < LMN_LLM - DISV AND dLmn < LMN_LLM AND dLmn - LMN_D < LMN_LLM THEN
　　rVal := LMN_LLM - DISV ;
　　gf := dLmn - LMN_LLM ;
　　rVal := Ianteil - rVal ;
　　IF rVal < gf THEN
　　rVal := gf ;
　　END_IF;
　　Ianteil := Ianteil - rVal ;
　　END_IF;
　　END_IF;
　　END_IF;
　　LMN_P := Panteil ;
　　LMN_I := Ianteil ;
　　LMN_D := Danteil ;
　　sInvAlt := Erkp ;
　　sIanteilAlt := Ianteil ;
　　sbArwHLmOn := FALSE ;
　　sbArwLLmOn := FALSE ;
　　IF dlmn >= LMN_HLM THEN //调节辆限幅(上限)
　　QLMN_HLM := TRUE ;
　　QLMN_LLM := FALSE ;
　　dlmn := LMN_HLM ;
　　sbArwHLmOn := TRUE ;
　　ELSE
　　QLMN_HLM := FALSE ;
　　IF dLmn <= LMN_LLM THEN //调节辆限幅(下限)
　　QLMN_LLM := TRUE ;
　　dlmn := LMN_LLM ;
　　sbArwLLmOn := TRUE ;
　　ELSE
　　QLMN_LLM := FALSE ;
　　END_IF;
　　END_IF;
　　sLmn := dLmn ;
　　dLmn := dLmn * LMN_FAC + LMN_OFF ;
　　LMN := dLmn ;
　　dLmn := dLmn* 276.48 ;
　　IF dLmn >= 32512.0 THEN
　　dLmn := 32512.0 ;
　　ELSIF dLmn <= -32512.0 THEN
　　dLmn := -32512.0 ;
　　END_IF;
　　LMN_PER := INT_TO_WORD( DINT_TO_INT( REAL_TO_DINT( dLmn) ) ) ;
　　END_IF;
　　END_FUNCTION_BLOCK