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1. 回路满足条件，启动PID自整定。

2. 计算自滞后和自偏移：如果选择自动确定滞后值/偏移值，PID 自整定器将进入滞后确定序列。该序列包含一段时间内的过程变量采样值（为了得到具有统计意义的采样数据，至少要有100个采样值。如果回路的采样时间为200毫秒，则采集100个样本需要20秒。采样时间较长的回路需要更多时间。即使回路的采样时间小于 200毫秒，从而采样100次的时间不需要20秒，滞后确定序列仍然需要至少20秒的采样时间。计算自滞后序列时，不能执行正常的PID计算，输出保持上一周期PID计算值。），然后根据采样结果计算出标准偏移。滞后参数了相对于设定值的偏移（正或负），PV（过程变量）在此偏移范围内时，不会导致控制器改变输出值。 偏移用于减小  信号中噪声的影响，从而更地计算出过程的固有振动频率。

3. 自整定序列：在得到滞后值和偏移值之后开始执行自整定序列（输出值的上述变化会导致过程变量值产生相应的变化。 当输出的变化使 PV 远离设定值以至于超出滞后区范围时，自整定器就会检测到过零事件。 每次发生过零事件时，自整定器将反方向改变输出。整定器会继续对 PV 进行采样，并等待下一个过零事件。要完成序列，整定器总共需要12次过零事件。过程变量的PV振动幅度和频率代表着控制过程增益和自然频率。），根据自整定过程期间采集到的过程的频率和增益的相关信息，能够计算出终增益和频率值。通过这些值可以计算出增益（回路增益）、复位（积分时间）和速率（微分时间）的建议值。

4. 自整定序列完成后，回路输出会恢复到初始值。 下一次执行回路时，将执行正常的 PID 计算。

想要了解PID自整定的详细过程，请查看S7-200系统手册第15章 PID自整定和PID控制面板 。

 5.5. PID自整定失败的原因

1. PID输出在大值与小值之间振荡（曲线接触到坐标轴）

解决方法：降低PID初始输出步长值（initial output step）

2. 经过一段时间后，PID自整定面板显示如下信息：“The Auto Tune algorithm was aborted due to a zero-crossing watchdog timeout.” 即自整定计算因为等待反馈穿越给定值的看门狗超时而失败。

解决方法： 确定在启动PID自整定前，过程变量和输出值已经稳定。并检查Watchdog Time的值，将其适当增大。

结果代码（在AT结果 ARES中查看）情况

01 由用户中止	EN位在调谐进行中被清除
02 由于过零看门狗超时而中止	半循环持续时间超过过零看门狗间隔
03 由于进程超出范围而中止	PV超出范围： -在自动滞后序列过程中 -在第四次过零前两次 -在第四次过零后
04 由于滞后值超出大值而中止	用户的滞后值或自动确定的滞后值 > 大值
05 由于非法配置值而中止	下列范围检查错误： -初始回路输出值 < 0.0 或 > 1.0 -用户的偏差值=滞后值或 > 大值 -初始输出步长=0.0 或 > 大偏差 -过零看门狗间隔时间 < 小值 -回路表中的抽样时间值为负数
06 由于数字错误而中止	遇到非法的浮点数或除数为零
07 执行PID指令时无使能位（手动模式	当自动调谐在进行中或被请求时PID指令以无使能位的方式执行
08 自动调谐只可用于P、PI、PD或PID等回	回路类型不是P、PI、PD或PID

为了达到 PID 自动/手动控制的无扰动切换，需要在编程时注意一些相关事项。下面分别就直接使用 PID 指令编程，和使用 PID 向导编程两种情况作一介绍。

1.直接使用 PID 指令编程时的 PID 自动/手动无扰切换

直接使用 PID 指令块编写 PID 控制程序时，可以简单地使用“调用/不调用”指令的方式控制自动/手动模式。因为 PID 指令本身已经具有实现无扰动切换的能力，此时在 PID 指令控制环节之外编程没有多大必要。

PID 指令的 EN 输入端使能（为“1”）时，我们认为是自动控制模式；EN 输入端未使能（为“0”）时，我们认为是手动控制模式。

PID 指令本身有一个“能流历史状态位”，以记录指令的状态切换。在 EN 端从“0”变为”“1”时，PID 指令认为这是从“手动”模式向“自动”模式切换。PID 指令此时会自动执行一系列动作，以配合无扰动切换：

使设定值（ SPn） = 当前过程反馈变量（PVn）

设置上次采样过程变量（PVn-1） = 当前过程反馈变量（PVn）

设置积分偏差和（或所谓积分前项）（Mx） = 当前输出值（Mn）

使设定值等于当前反馈值可以避免出现偏差，使之不存在调整的要求；当然如果有工艺要求，也可以后续调整设定值。其他的动作都是为了使 PID 在后续的操作中不改变输出的值。

在编程时要注意：

从自动模式向手动模式切换时，PID 指令的 EN 端不再有能流，计算停止，输出值 Mn 不再变化。此时如果需要操作人员人工观察控制的结果，手动控制输出量，就可以通过用户程序直接改变回路表中的输出值存储单元内容（见数据块或系统手册的相关部分内容）。如果有必要，操作人员的操作可能要进行一些标准化换算。

为保证从手动模式向自动模式的切换无扰动，需要在手动控制时，或在切换过程中，禁止对 PID 回路表中设定值的更新，以便切换时 PID 指令用当前过程反馈值替代设定值。切换完成后，操作人员可以调整设定值。

2.使用 PID 向导编程时的 PID 自动/手动无扰切换

使用 PID 指令向导编程时，指令向导会自动调用 PID 指令，并且编写外围的控制变量标准化换算、定时采样等功能。用户在使用 PID 指令向导时，需要在用户程序中用 SM0.0 调用指令向导生成的子程序（如 PIDx_INIT 子程序）。PID 向导可以生成带自动/手动切换功能的子程序，这个子程序使用一个数字量点为“1”、“0”的状态来控制是否投入 PID 自动控制。

到目前为止（STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5），使用 PID 向导生成的子程序时，由于用户程序不能直接使用 PID 指令，它的无扰切换能力因为隔了外壳子程序，所以受到了局限。如果对无扰切换要求比较严格，需要另外编一些程序加以处理。