传感器输入的电压信号经过EM231转换后，是一个整数值，他的值大小是实际温度的把A/D模拟量单元输出的整数值的10倍。但PID指令执行的数据必须是实数型，所以需要把整数转化成实数。使用指令DTR就可以了。如本设计中，是从AIW0读入温度被传感器转换后的数字量。其转换程序如下:
MOVW AIW0, AC1 DTR AC1, AC1 MOVR AC1, VD100
2) 实数的归一化处理
因为PID中除了采样时间和PID的三个参数外，其他几个参数都要求输入或输出值0.0~1.0之间，所以，在执行PID指令之前，必须把PV和SP的值作归一化处理。使它们的值都在0.0~1.0之间。归一化的公式如4.9:
Rnoum?Rraw/Span?Offest式中, Rnoum ——标准化的实数值； Rraw ——未标准化的实数值; Sp?? （4.9）
a——补偿值或偏置，单极性为n0.0，双极性为0.5;
Ofefs t——值域大小，为最大允许值减去最小允许值，单极性为32000.双极性为6400。
本文中采用的是单极性，故转换公式为:
Rnoum?(Rraw/32000) （4.10）
因为温度经过检测和转换后，得到的值是实际温度的10倍，所以为了SP值和PV值在同一个数量值，我们输入SP值的时候应该是填写一个是实际温度10倍的数，即想要设定目标控制温度为100℃时，需要输入一个1000。另外一种实
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现方法就是，在归一化的时候，值域大小可以缩小10倍，那么，填写目标温度的时候就可以把实际值直接写进去[19]。
3) 回路输出变量的数据转换
本设计中，利用回路的输出值来设定下一个周期内的加热时间。回路的输出值是在0.0~1.0之间，是一个标准化了的实数，在输出变量传送给D/A模拟量单元之前，必须把回路输出变量转换成相应的整数。这一过程是实数值标准化过程。
Rscal?(Mn?Offest)Span （4.11）
S7-200不提供直接将实数一步转化成整数的指令，必须先将实数转化成双整数，再将双整数转化成整数。程序如下：
ROUND AC1, AC1 DTI AC1, VW34
4.2.3 PID参数整定
PID参数整定方法就是确定调节器的比例系数P、积分时间Ti和和微分时间Td，改善系统的静态和动态特性，使系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。一般可以通过理论计算来确定，但误差太大。目前，应用最多的还是工程整定法：如经验法、衰减曲线法、临界比例带法和反应曲线法。
经验法又叫现场凑试法，它不需要进行事先的计算和实验，而是根据运行经验，利用一组经验参数，根据反应曲线的效果不断地改变参数，对于温度控制系统，工程上已经有大量的经验，其规律如表4-12所示。
表 4-12温度控制器参数经验数据
被控变量 温度
规律的选择 滞后较大 比例度 20~60 积分时间（分钟） 3~10 微分时间（分钟） 0.5~3
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实验凑试法的整定步骤为\先比例，再积分，最后微分\。 1）整定比例控制
将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。 2）整定积分环节
先将步骤1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。 3）整定微分环节环节
先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数[20]。
根据反复的试凑，调出比较好的结果是P=120. I=3.0 D=1.0。
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第五章 程序设计
5.1方案设计思路
PLC采用的是的S7-200，CPU是224系列，采用了5个灯来显示过程的状态，分别是运行灯，停止灯，温度正常灯，温度过高（警示灯）灯，和加热灯，可以通过5个灯的开关状况判断加热炉内的大概情况。K型传感器负责检测加热炉中的温度，把温度信号转化成对应的电压信号，经过PLC模数转换后进行PID调节。根据PID输出值来控制下一个周期内（10s）内的加热时间和非加热时间。在加热时间内使得继电器接通，那加热炉就可处于加热状态，反之则停止加热[21]。
1) 硬件连线如图5-1所示。
图 5-1 硬件连线图
2) I/O点地址分配如表5-2所示。
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表 5-2 I/O点地址分配 地址 I0.1 I0.2 I0.3 Q0.0 Q0.1 Q0.3 Q0.4 Q0.5 名称 启动按扭 开关按钮 保护按钮 运行灯 停止灯 温度状态指示灯（正常 温度状态指示灯（危险） 固态继电器 功能 按下开关，设备开始运行 按下开关，设备停止运行 按下开关，终止加热 灯亮表示设备处于运行状态 灯亮表示设备处于停止状态 灯亮表示炉温在正常范围内 灯两表示炉温过高，处于危险状态 灯亮表示加热炉正处于加热阶段
3）程序地址分配如表5-3所示。
表 5-3 内存地址分配
地址 VD0 VD4 VD8 VD12 VD16 VD20 VD30 VW34 VW36 说明 用户设定比例常数P存放地址 用户设定积分常数I存放地址 用户设定微分常数D存放地址 目标设定温度存放地址 系统运行时间秒存放地址 系统运行时间分钟存放地址 当前实际温度存放地址 一个周期内加热时间存放地址 一个周期内非加热时间存放地址
4） PID指令回路表如表5-4所示。
表 5-4 PID指令回路表
地址 VD100 VD104 VD108 VD112 VD116 VD120 VD124 VD128 VD132
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名称 过程变量（PVn） 给定值（SPn） 输出值（Mn） 增益（Kc） 采样时间（Ts） 采样时间（Ti） 微分时间（Td） 积分项前值（MX） 过程变量前值（PVn-1） 说明 必须在0.0~1.0之间 必须在0.0~1.0之间 必须在0.0~1.0之间 比例常数，可正可负 单位为s，必须是正数 单位为min，必须是正数 单位为min，必须是正数 必须在0.0~1.0之间 必须在0.0~1.0之间