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【摘 要】工业是我国的龙头产业，它在社会生产力不断进步的过程当中，其自身的生产效率也随之提高。然而，就我国目前的形势来看，企业要想实现高效率和高质量的生产过程，就必须要对整个生产过程进行严格的控制，而能够达到这一目的的，也就只有S7-200 PLC了。于是，如何更为有效地把S7-200 PLC应用在PID闭环控制系统当中，就成为了各大企业目前的首要任务。因此，本文将针对S7-200 PLC，对其在PID闭环控制系统中的应用进行深入的分析和探究。
【关键词】S7-200 PLC 高效率 闭环控制系统 高质量 PID
1 简析S7-200 PLC和PID闭环控制系统
1.1 分析S7-200 PLC
所谓的“S7-200 PLC”是西门子旗下的一款PLC，它在实时模式下具有速度快、通讯功能以及较高生产力的特点。它自身结构中一致的模块化设计促进了低性能定制产品的创造和可扩展性的解决方案。S7-200 PLC可以被当做是一个独立的微型PLC解决方案或者是与其他控制器相结合使用。S7-200 PLC的优点如下。
（1）具有强大的功能，比如，最优模块化以及开放式通讯功能。
（2）具有大容量程序和数据存储器。
（3）结构紧凑小巧。
（4）能够进行快速和精确的操作顺序和过程控制。
（5）具有实时响应功能，能够在任何时间对整个生产过程进行全面的控制。这样一来，就能够提高生产的质量、效率以及安全性。
1.2 简析PID
PID是一个基于数学和物理领域的专业术语，它由8位端口优先级加端口号组成。其中，端口号占低位，默认端口号优先级128。它的实现原理是：在生成树协议当中，如果端口收到的BID和path cost相同的时候，则比较PID来选择阻塞端口。
2 试析S7-200 PLC的控制方式
S7-200 PLC在PID闭环控制系统当中，可以采用三种方式来对PID进行控制，它们分别如下。
2.1 汇编语言控制方式
如果PID闭环控制系统中，没有自带的控制机制或者是不包含有任何的功能指令，那么就可以依据PID闭环控制系统的实际需求，利用S7-200 PLC，并通过汇编语言，编译形成一个主控制程序，然后再让该程序对PID闭环控制系统进行全方位的控制。
2.2 PID控制方式
PID控制方式，也是PLD当中的一种，它的操作方法比较简单，具体表现在：当把该控制方式应用在PID闭环控制系统当中的时候，使用者只要替它设置一些参数就可以了。
2.3 指令控制方式
该方式大多用在PID的子程序中，且它在使用的过程当中，还必须要将它和整个系统的输入、输出模块合理地结合起来，这样才可以让它达到与PID控制一样的效果。
3 探究S7-200 PLC在PID闭环控制系统当中的应用
3.1 PID指令以及回路表
在PID的所有指令当中，如图1。其中，LOOP代表的是回路号，TBL代表的是回路的初始位置。当开始利用汇编语言进行编程的时候，倘若指令的初始位置超过了回路号的范围，那么CPU就会把错误信息输出来。这时，编程就会结束。
另外，变量是PID在进行运算时写入的值，它在整个回路当中只能被读取，且在完成一次具体的运算之后，系统都会自动地把回路表中的值进行重新写入，而重新写入值的范围也只能在0.0至1.0的之间，表1为回路表。
倘若，PID在进行运算的过程当中出现了某一个错误，那么存储器的数值就会被显示成1，同时系统也会自动结束PID的整个运算过程。此时，如果想进行下一个运算，那么就要在运算的前一阶段，用新值来代替之前输入的值。
3.2 输出值的转变
PID闭环控制系统在进行数值输出的时候，它所输出来的值是在0.0至1.0的范围之内。当回路把输出的值传给转换器的时候，必须先将这个值转换成一个二进制数，其转换方式为：
其中，等号之前的数值代表的是PID输出的值，而Mn代表的是标准的输出值。
3.3 实现PID闭环控制系统的数字化
让PID闭环控制系统实现数字化的原理是：把PID的控制规则作为主要依据，对PID进行数字化转变，使它成为一种以离散方式存在的PID方程，最后再按照方程的要求，对PID闭环系统的控制程序进行编写，图2为PID闭环控制系统图。
其中，图中的c（t）代表的是某一具体的输出值，sp（t）代表的是运行初始值，pv（t）代表的是最终运算值。那么，PID闭环控制系统的输入和输出之间的关系，就可以表示为：
上述计算式当中的M（t）代表的是输出值，M代表的是初始值，Kc代表的是比例系数，T1代表的是积分常量，TD代表的是微分常量，而等式右边的三个数值分别代表的是：比例与误差的比值、积分与误差积分的比值以及微分与误差微分的比值，且将这三项当中的任意两项取出来，就可将这两项组织成为一个PI控制器。
如果，将控制时间设为T，PID闭环控制系统的初始运行时间设为t，那么利用矩形积分代替准确积分，以及误差微分代替准确微分，就可以把上述的计算式离散，使其成为这样的一个计算式：
4 探析PID汇编语言控制的实际应用
在现代社会中，PID汇编语言控制有着比较广泛的应用。现针对较为常见的温度控制体系，对其用PID汇编语言控制方式，实现对温度进行合理控制的过程进行简单的分析和探究。
利用C200HPC构建温度控制体系，该体系的组成结构包括：输出层、温度传感器层、输入层以及系统CUP处理中心等。其中，“C200HPC”指的是：一种较小型的可编程序控制器。 该体系中的可控变量为温度，其实现的原理如下。
（1）利用符合测量要求的电偶准确地测量出体系中的毫伏信号，然后将这种信号传送到PLC当中。其传送方式可以分为两种：其一，通过变送器设备将毫伏信号转换成电流信号，然后再将电流信号传送到PLC当中；其二，把测量出的毫伏信号直接传送到系统的传感器当中，让它成为与之相应的实际温度值，然后再将这个温度值转换成数字量，传送到CUP处理中心进行有效的处理。通过上述的两个方法，都能够实现毫伏信号的数字量转换。
（2）利用PID把转换后的信号进行第二次转换，待第二次转换结束之后，就可以把最终转换成的信号输送到调整器中。此时，就可以利用可控硅对电源的输出电压进行合理的改变，这样就可以达到预期的控温目的。
总而言之，S7-200 PLC作为一种高效率，且具有实时通讯功能以及较高生产力的控制系统，它在我国各个行业当中的应用，无一不加速了行业的发展速度。因此，在面对如何更为精确地对企业生产过程进行有效控制这一问题的时候，企业领导就可以将S7-200 PLC更为合理地应用在PID闭环控制系统当中。因为只有这样，才能够从很大程度上提高企业的生产效率，从而让企业能够实现高效率和高质量的安全生产过程。
结语
综上所述，社会生产力的进步，势必会带动我国整体经济的发展。因此，在这样的一个情况之下，企业为了能够提高自身的生产效益，也为了让整个生产的过程能够得到准确的控制，就可以将S7-200 PLC更为广泛地应用在PID闭环控制系统当中。与此同时，企业也可以利用S7-200 PLC的各种控制方式，对自身的生产过程进行全面的监测和控制。这样一来，就可以让S7-200 PLC为企业的整个生产过程提供一个强有力的安全保障。
参考文献
[1]强宝民，肖晟.S7-200 PLC在PID闭环控制系统中的应用[J].现代电子技术，2008，31（14）：173-175.
[2]刘玉婵.电渣重熔PID闭环控制系统的研究[J].包头职业技术学院学报，2012，13（3）：1-3.
[3]牟淑杰，张冰.变频器PID闭环控制系统在选煤厂带式输送机中的应用[J].煤矿机械，2009，30（1）：183-185.
[4]于复生，段登家，杜桂林等.基于S7-200 PLC的四自由度机械手控制系统设计[J].液压与气动，2013，（8）：89-91.
[5]童克波.S7-300/S7-200 PLC之间自由口无线通信的设计与实现[J].工业仪表与自动化装置，2014，（1）：75-77.
【关键词】S7-200 PLC 高效率 闭环控制系统 高质量 PID
1 简析S7-200 PLC和PID闭环控制系统
1.1 分析S7-200 PLC
所谓的“S7-200 PLC”是西门子旗下的一款PLC，它在实时模式下具有速度快、通讯功能以及较高生产力的特点。它自身结构中一致的模块化设计促进了低性能定制产品的创造和可扩展性的解决方案。S7-200 PLC可以被当做是一个独立的微型PLC解决方案或者是与其他控制器相结合使用。S7-200 PLC的优点如下。
（1）具有强大的功能，比如，最优模块化以及开放式通讯功能。
（2）具有大容量程序和数据存储器。
（3）结构紧凑小巧。
（4）能够进行快速和精确的操作顺序和过程控制。
（5）具有实时响应功能，能够在任何时间对整个生产过程进行全面的控制。这样一来，就能够提高生产的质量、效率以及安全性。
1.2 简析PID
PID是一个基于数学和物理领域的专业术语，它由8位端口优先级加端口号组成。其中，端口号占低位，默认端口号优先级128。它的实现原理是：在生成树协议当中，如果端口收到的BID和path cost相同的时候，则比较PID来选择阻塞端口。
2 试析S7-200 PLC的控制方式
S7-200 PLC在PID闭环控制系统当中，可以采用三种方式来对PID进行控制，它们分别如下。
2.1 汇编语言控制方式
如果PID闭环控制系统中，没有自带的控制机制或者是不包含有任何的功能指令，那么就可以依据PID闭环控制系统的实际需求，利用S7-200 PLC，并通过汇编语言，编译形成一个主控制程序，然后再让该程序对PID闭环控制系统进行全方位的控制。
2.2 PID控制方式
PID控制方式，也是PLD当中的一种，它的操作方法比较简单，具体表现在：当把该控制方式应用在PID闭环控制系统当中的时候，使用者只要替它设置一些参数就可以了。
2.3 指令控制方式
该方式大多用在PID的子程序中，且它在使用的过程当中，还必须要将它和整个系统的输入、输出模块合理地结合起来，这样才可以让它达到与PID控制一样的效果。
3 探究S7-200 PLC在PID闭环控制系统当中的应用
3.1 PID指令以及回路表
在PID的所有指令当中，如图1。其中，LOOP代表的是回路号，TBL代表的是回路的初始位置。当开始利用汇编语言进行编程的时候，倘若指令的初始位置超过了回路号的范围，那么CPU就会把错误信息输出来。这时，编程就会结束。
另外，变量是PID在进行运算时写入的值，它在整个回路当中只能被读取，且在完成一次具体的运算之后，系统都会自动地把回路表中的值进行重新写入，而重新写入值的范围也只能在0.0至1.0的之间，表1为回路表。
倘若，PID在进行运算的过程当中出现了某一个错误，那么存储器的数值就会被显示成1，同时系统也会自动结束PID的整个运算过程。此时，如果想进行下一个运算，那么就要在运算的前一阶段，用新值来代替之前输入的值。
3.2 输出值的转变
PID闭环控制系统在进行数值输出的时候，它所输出来的值是在0.0至1.0的范围之内。当回路把输出的值传给转换器的时候，必须先将这个值转换成一个二进制数，其转换方式为：
其中，等号之前的数值代表的是PID输出的值，而Mn代表的是标准的输出值。
3.3 实现PID闭环控制系统的数字化
让PID闭环控制系统实现数字化的原理是：把PID的控制规则作为主要依据，对PID进行数字化转变，使它成为一种以离散方式存在的PID方程，最后再按照方程的要求，对PID闭环系统的控制程序进行编写，图2为PID闭环控制系统图。
其中，图中的c（t）代表的是某一具体的输出值，sp（t）代表的是运行初始值，pv（t）代表的是最终运算值。那么，PID闭环控制系统的输入和输出之间的关系，就可以表示为：
上述计算式当中的M（t）代表的是输出值，M代表的是初始值，Kc代表的是比例系数，T1代表的是积分常量，TD代表的是微分常量，而等式右边的三个数值分别代表的是：比例与误差的比值、积分与误差积分的比值以及微分与误差微分的比值，且将这三项当中的任意两项取出来，就可将这两项组织成为一个PI控制器。
如果，将控制时间设为T，PID闭环控制系统的初始运行时间设为t，那么利用矩形积分代替准确积分，以及误差微分代替准确微分，就可以把上述的计算式离散，使其成为这样的一个计算式：
4 探析PID汇编语言控制的实际应用
在现代社会中，PID汇编语言控制有着比较广泛的应用。现针对较为常见的温度控制体系，对其用PID汇编语言控制方式，实现对温度进行合理控制的过程进行简单的分析和探究。
利用C200HPC构建温度控制体系，该体系的组成结构包括：输出层、温度传感器层、输入层以及系统CUP处理中心等。其中，“C200HPC”指的是：一种较小型的可编程序控制器。 该体系中的可控变量为温度，其实现的原理如下。
（1）利用符合测量要求的电偶准确地测量出体系中的毫伏信号，然后将这种信号传送到PLC当中。其传送方式可以分为两种：其一，通过变送器设备将毫伏信号转换成电流信号，然后再将电流信号传送到PLC当中；其二，把测量出的毫伏信号直接传送到系统的传感器当中，让它成为与之相应的实际温度值，然后再将这个温度值转换成数字量，传送到CUP处理中心进行有效的处理。通过上述的两个方法，都能够实现毫伏信号的数字量转换。
（2）利用PID把转换后的信号进行第二次转换，待第二次转换结束之后，就可以把最终转换成的信号输送到调整器中。此时，就可以利用可控硅对电源的输出电压进行合理的改变，这样就可以达到预期的控温目的。
总而言之，S7-200 PLC作为一种高效率，且具有实时通讯功能以及较高生产力的控制系统，它在我国各个行业当中的应用，无一不加速了行业的发展速度。因此，在面对如何更为精确地对企业生产过程进行有效控制这一问题的时候，企业领导就可以将S7-200 PLC更为合理地应用在PID闭环控制系统当中。因为只有这样，才能够从很大程度上提高企业的生产效率，从而让企业能够实现高效率和高质量的安全生产过程。
结语
综上所述，社会生产力的进步，势必会带动我国整体经济的发展。因此，在这样的一个情况之下，企业为了能够提高自身的生产效益，也为了让整个生产的过程能够得到准确的控制，就可以将S7-200 PLC更为广泛地应用在PID闭环控制系统当中。与此同时，企业也可以利用S7-200 PLC的各种控制方式，对自身的生产过程进行全面的监测和控制。这样一来，就可以让S7-200 PLC为企业的整个生产过程提供一个强有力的安全保障。
参考文献
[1]强宝民，肖晟.S7-200 PLC在PID闭环控制系统中的应用[J].现代电子技术，2008，31（14）：173-175.
[2]刘玉婵.电渣重熔PID闭环控制系统的研究[J].包头职业技术学院学报，2012，13（3）：1-3.
[3]牟淑杰，张冰.变频器PID闭环控制系统在选煤厂带式输送机中的应用[J].煤矿机械，2009，30（1）：183-185.
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[5]童克波.S7-300/S7-200 PLC之间自由口无线通信的设计与实现[J].工业仪表与自动化装置，2014，（1）：75-77.