上一篇文章介绍了SFB41/FB41如何采集和处理过程值（反馈），以及如何计算误差。本文，我们结合SFB41/FB41的核心结构，谈一下PID控制的原理。

一、SFB41/FB41的核心结构

SFB41/FB41的核心部分由比例运算、积分运算和微分运算3部分并联组成。可以单独激活或取消它们，从而可以灵活的将控制器组态为P、PI、PD和PID 等不同功能的控制器。

图中：

"GAIN"为比例部分的增益或比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数，输入参数"TM_LAG"为微分操作的延迟时间，一般为TD/5。P_SEL为1时，"比例"选通，默认值为1；I_SEL为1时，"积分"选通，默认值为1；D_SEL为1时，"微分"选通，默认值为0。LMN_P、LNM_I、LNM_D分别是PID控制器输出中的比例分量、积分分量和微分分量；扰动量DISV（Disturbance）用于实现前馈控制。

SFB41/FB41自带一个初始化程序，当输入参数"COM_RST（完全重新启动）"=1时，该程序被执行。在初始化过程中，如果"I_ITL_ON（积分作用初始化）"=1，将输入"I_ITLVAL"作为积分器的初始值。如果在一个循环中断优先级调用它，它将从该数值开始继续运行，所有其他蔬菜都设置为其默认值。INT_HOLD为1时，积分操作保持，积分输出被冻结。

二、PID有什么用

回到我们的控制任务：炉温闭环控制。让炉温保持在一个恒定的值T0，应该怎样控制呢？

最简单的想法就是当实际温度T<T0时，加大送气量，使炉温升高；当T>T0时，就减小送气量，使炉温降低。通过调节燃气比例阀的开度，间接实现对炉温的控制。但是，"开度"到底开多大，就是一门学问了，不能实际温度低于T0时，开度为100%；而当温度高于T0时，开度为0%。这样的控制方法太过简单粗暴了。相比较而言，PID控制就灵活、高效的多。

PID控制是三种不同的控制：比例、积分、微分的有机组合。应用中一般分为：P、PI、PD、PID四种调节方式。

1、KP

"比例"的调节作用是根据给定值（T0）和实际值（T）之间的偏差进行调节的，定性的分析，如下：

当T和T0差距不大时，就让比例阀开度"小"一点，"稍微"加热一下；当T相比T0特别低的时候，就加大比例阀的开度，加热效果"狠"一点；T相比T0越低，比例阀开度就应该越大；T越接近T0，比例阀开度就应该越小。

这就是"比例"的作用。一般而言：

KP越大，调节作用越激进；KP较小，调节作用会相对"温和"。

2、KI

"积分"的调节作用是用来消除给定（T0）和实际（T）之间的静差，让T尽可能接近T0。当实际值（T）比较接近给定值（T0）时，误差ER很小，"比例"的控制作用就很微弱了，如果此时系统只有"比例"调节，则实际值（T）和给定值（T0）总存在一个偏差，无法消除。控制效果上来说，就是实际值永远无法达到给定值。

这时，"积分"的调节作用就显现了。只用偏差存在（不考虑死区），就不断地对偏差进行积分（累加），并反映在调节力度上。

KI越大，积分是乘的系数就越大，积分效果就越明显。

3、KD

"微分"的调节作用是让系统尽快停止"抖动"，让被控对象（炉温）的变化速度趋近于0。任何时候，实际值（T）有变化的趋势，"微分"就向相反的方向调节，尽力"刹"住这个变化。

KD越大，"刹车"效果越明显。

三、PID参数整定口诀

PID参数整定是一门很深的学问，工程人员不仅要有扎实的"理论功底"，还需要有丰富的现场经验，"理论"与"经验"并重，需要我们多学、多练。

若要反应增快，增大P减小I；若要反应减慢，减小P增大I如果比例太大，会引起系统振荡；如果积分太大，会引起系统迟钝

业内总结了PID参数整定口诀：

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