目的、约定和补充信息 本文档的用途 本文档中将介绍有关使用 S7-1200 和 S7-1500 自动化系统进行控制时的组态编程信息。 所需基本知识 理解本文档中的内容，需要具备以下知识： • 有关自动化技术的基本知识 • 有关工业自动化系统 SIMATIC 的基本知识 • 熟练使用 STEP 7 (TIA Portal) 本文档的适用范围 本文档中将介绍有关使用 STEP 7 (TIA Portal) 操作自动化系统 S7-1200 和 S7-1500 系列 CPU 的软件控制器信息；但不涉及在 STEP 7 (TIA Portal) 中操作 S7-300 和 S7-400 系列的其它 SW 控制器。有关 STEP 7 (TIA Portal) 中所有的软件控制器及其应用的完整信息，请参见“软件控制 器概述 (页 38)”。 约定 请注意以下标记的注意事项： 说明 这些注意事项中包含有关本文档中所述产品、产品操作或应特别关注部分的重要信息。 网上商城 工业商城是西门子公司推出的全集成自动化 (TIA) 和全集成能源管理 (TIP) 自动化与驱动解决 方案产品目录和订购系统。基本工具 下面介绍的工具在所有步骤中都会为您提供支持：从规划到调试，再到系统分析。 TIA Selection Tool TIA Selection Tool 工具可在为 Totally Integrated Automation (TIA) 选择、组态和订购设备时 提供支持。 作为 SIMATIC Selection Tools 的后继产品，它将已熟悉的自动化技术的各组态编辑器组装到一 个工具中。 借助 TIA Selection Tool ，用户可基于产品选型或产品组态生成完整的订单表。SIMATIC Automation Tool 通过 SIMATIC Automation Tool ，可对各个 SIMATIC S7 站进行调试和维护操作（作为批量操 作），而无需打开 TIA Portal。 SIMATIC Automation Tool 可提供各种功能： • 扫描 PROFINET/Ethernet 系统网络，识别所有连接的 CPU • 为 CPU 分配地址（IP、子网、Gateway）和设备名称（PROFINET 设备） • 将日期和已转换为 UTC 时间的编程设备/PC 时间传送到模块中 • 将程序下载到 CPU 中 • RUN/STOP 模式切换 • 通过 LED 闪烁进行 CPU 本地化 • 读取 CPU 错误信息 • 读取 CPU 诊断缓冲区 • 复位为出厂设置 • 更新 CPU 和所连接模块的固件 SIMATIC Automation Tool 可从 Internet 上下载PRONETA SIEMENS PRONETA（PROFINET 网络分析）是一款调试和诊断工具，用于 PROFINET 网络。 PRONETA Basic 有两个核心功能： • “网络分析”提供了 PROFINET 拓扑的快速概览。可以进行简单的参数更改（例如，更改设备 的名称和 IP 地址）。此外，还可快速方便地将实际组态与参考系统进行比较。 • 通过 IO 测试，可简单、快速完成工厂接线和模块组态测试，其中包括测试结果的记录。 有关 SIEMENS PRONETA Basic，敬请访问 Internet。 SIEMENS PRONETA Professional 是为用户提供附加功能的许可产品。它提供在 PROFINET 网络 中轻松管理资产的能力，还通过各种功能为自动化系统的操作员自动收集/获取所用组件的数 据提供支持： • 用户界面 (API) 提供自动化单元的访问点，以使用 MQTT 或命令行自动执行扫描功能。 • 借助 PROFIenergy 诊断，可以快速检测支持 PROFIenergy 的设备的当前暂停模式或运行准 备情况，并根据需要进行更改。 • 数据记录向导可支持 PROFINET 开发人员在无需 PLC 和工程组态的情况下快速轻松地读取 和写入非循环 PROFINET 数据记录。 可从 Internet 上下载 SIEMENS PRONETA Professional。 SINETPLAN SINETPLAN (Siemens Network Planner) 是西门子公司推出的一种网络规划工具，用于对基于 PROFINET 的自动化系统和网络进行规划设计。使用该工具时，在规划阶段即可对 PROFINET 网络进行预测型的专业设计。此外，SINETPLAN 还可用于对网络进行优化，检测网络资源并合理规划资源预留。这将有助于在早期的规划操作阶段，有效防止发生调试问题或生产故障，从 而大幅提升工厂的生产力水平和生产运行的安全性。 优势概览： • 端口特定的网络负载计算方式，显著优化网络性能 • 优异的现有系统在线扫描和验证功能，生产力水平大幅提升 • 通过导入与仿真现有的 STEP 7 系统，极大提高调试前的数据透明度 • 通过实现长期投资安全和资源的合理应用，显著提高生产效率 SINETPLAN 可从 Internet 上下载。SIMATIC 技术文档 附加的 SIMATIC 文档将完善信息。可通过以下链接和 QR 代码获取这些文档及其用途。 借助“工业在线技术支持”，可获取所有主题的相关信息。应用示例用于帮助用户实施相应的自 动化任务。我的技术支持 通过“我的技术支持”，可以Zui大程度善用您的工业在线支持服务。 注册 要使用“我的技术支持”中的所有功能，必须先进行注册。注册后，可以在个人工作区 中创建过滤器、收藏夹和选项卡。 支持申请 支持申请页面还支持用户资料自动填写，用户可随时查看当前的所申请的支持请 求。 文档 在“文档”(Documentation) 区域中，可以构建您的个人库。 17 简介 1.2 功能手册指南文档 PID 控制 功能手册, 11/2022, A5E35300232-AF 收藏夹 可使用“添加到我的技术支持收藏夹”(Add to mySupport favorites) 来标记特别感兴趣 或经常需要的内容。在“收藏夹”(Favorites) 下，会显示所标记条目的列表。 Zui近查看的文章 “我的技术支持”中Zui近查看的页面位于“Zui近查看的文章”(Recently viewed articles) 下。 CAx 数据 借助 CAx 数据区域，可以访问 CAx 或 CAe 系统的Zui新产品数据。仅需单击几次，用 户即可组态自己的下载包： • 产品图片、二维码、3D 模型、内部电路图、EPLAN 宏文件 • 手册、功能特性、操作手册、证书 • 产品主数据 有关“我的技术支持”，敬请访问 Internet。应用示例 应用示例中包含有各种工具的技术支持和各种自动化任务应用示例。自动化系统中的多个组件 完美协作，可组合成各种不同的解决方案，用户无需再关注各个单独的产品。 有关应用示例，敬请访问 Internet。

            安全性信息 Siemens 为其产品及解决方案提供了工业信息安全功能，以支持工厂、系统、机器和网络的安 全运行。 为了防止工厂、系统、机器和网络受到网络攻击，需要实施并持续维护先进且全面的工业信息 安全保护机制。Siemens 的产品和解决方案构成此类概念的其中一个要素。 客户负责防止其工厂、系统、机器和网络受到未经授权的访问。只有在有必要连接时并仅在采 取适当安全措施（例如，防火墙和/或网络分段）的情况下，才能将该等系统、机器和组件连 接到企业网络或 Internet。 关于可采取的工业信息安全措施的更多信息，请访问。 Siemens 不断对产品和解决方案进行开发和完善以提高安全性。Siemens 强烈建议您及时更新 产品并始终使用Zui新产品版本。如果使用的产品版本不再受支持，或者未能应用Zui新的更新程 序，客户遭受网络攻击的风险会增加。 要及时了解有关产品更新的信息，请订阅 Siemens 工业信息安全 RSS 源，网址为。受控系统和执行器 受控系统 通过加热系统控制室温是受控系统的一个简单示例。传感器测量室温并将温度值传送给控制 器。控制器将当前室温与设定值进行比较，并计算加热控制的输出值（调节变量）。如果 PID 控制器的设置正确，则会尽快达到此设定值，然后使其保持为常数值。输出值更改 后，过程值通常仅随时间延迟而变化。控制器必须针对此响应进行补偿。 执行器 执行器是受控系统元件，受控制器影响。其功能是修改质量和能量流。 下表概述了执行器的应用。 应用 执行器 液体或气体质量流 阀门、遮板、闸门阀 固体质量流，如大块材料 铰链式挡板、传送带、振动器通道 电流 开关触点、接触器、继电器、可控硅 可变电阻、可调变压器、晶体管。执行器分为以下几种： • 带有恒定起动信号的比例执行器 这些元件用于设置开启角度、角位置，或与输出值成比例的位置。输出值在控制范围内会 对过程产生模拟量作用。 此组中的执行器包括弹簧支撑的气动驱动器，以及构成位置控制系统的带位置反馈的电动 驱动器。 连续控制器（如 PID_Compact）会生成输出值。 • 带脉冲宽度调制信号的比例执行器 这些执行器用于在采样时间间隔内生成长度与输出值成比例的脉冲输出。执行器（如加热 电阻或制冷装置）在等时模式下接通，持续时间根据输出值的不同而有所不同。 起动信号可呈现单极“打开”或“关闭”状态，或表示双极状态，如“打开/关闭”、“向前/向 后”、“加速/制动”。 输出值由两位控制器（如具有脉宽调制的 PID_Compact）生成。 • 具有积分作用和三位起动信号的执行器 执行器经常由电机操作，操作周期与阻塞元件的执行器进给成比例。包括阀门、遮板和闸 门阀等元件。尽管所有这些执行器的设计有所不同，但它们都受到受控系统输入端的积分 作用的影响。 步进控制器（如 PID_3Step）会生成输出值。 3.2 受控系统 受控系统的属性几乎不受到影响，因为这些属性是由过程和机械的技术要求决定的。 只能通 过为特定受控系统选择合适的控制器类型以及调整控制器以适应受控系统的时间响应，来实现 可接受的控制结果。 因此，要对控制器的比例、积分和微分作用进行组态，很有必要详细了 解受控系统的类型和参数。 受控系统类型 根据受控系统对输出值阶跃变化的时间响应来对受控系统进行分类。 受控系统有以下分类： • 自调节受控系统 – 比例作用受控系统 – PT1 受控系统 – PT2 受控系统 • 非自调节受控系统 • 具有/不具有时间的受控系统 自调节受控系统 比例作用受控系统 在比例作用受控系统中，过程值几乎会立即随输出值而变化。 过程值与输出值之间的比率由 受控系统的比例 Gain 定义。 示例： • 管道系统中的闸门阀 • 分压器 • 液压系统中的降压功能。