IPEmotion專業版、開發版支持控制模塊，該模塊支持函數發生器、PID控制器、路由器、序列控制、序列控制塊以及參考曲線生成器。本文主要針對PID控制器的應用做出介紹。IPEmotion支持真正的PID控制器功能，最大更新速率1kHz。（P：Proportional control比例控制；I：Integral control積分控制；D：Derivative control微分控制）模擬PID回路功能，可使用為IPEmotion PID控制器專門開發的過程模擬器。過程模擬器是一個小盒子，代表過程并提供來自過程的模擬輸出信號，并且還具有模擬輸入以從PID控制器接收控制值。在實際過程中，控制值（例如，正在移動執行器以改變一個值的位置進而改變流入油箱的流量或控制電機的節流位置。）下圖概述了軟件，帶IO模塊的模擬測量系統、過程以及它們之間的相互關系。通常需要模擬輸入測量和模擬輸出信號來控制過程。
圖像來源：IPEmotion用戶手冊
PID控制過程模擬演示
PID控制器的目標是將過程（烘箱溫度、發動機轉速、油箱填充水平等）保持在給定的設定值。PID控制器也應該對過程的干擾做出反應。例如，當負載增加時，當溫度下降或增加電動機的節氣門位置時，加熱烘箱以提高溫度。PID控制器需要來自過程（過程變量）的模擬輸入信號和模擬輸出通道，將PID的控制值（CO）反饋給過程。本例中，利用Dataforth DAQ20 IO模塊為設置示例，模擬演示PID控制器的控制過程。
?VSN | 模擬量輸入模塊（單端） |
?VO | 模擬量輸出模塊 |
采集界面->添加PID控制器
控制器創建后，在左側樹形列表控制模塊中PID控制器下列出。
每個PID控制器由4個通道組成，包括三個調諧變量通道以及一個狀態通道。狀態通道指示PID控制器是否工作。
PID運行設置選項卡：
?Start trigger | 設置PID控制器開始觸發條件 |
?Stop trigger | 設置PID控制器結束觸發條件 |
?Hold trigger | 設置PID控制器保持觸發條件 |
若未定義觸發條件，則PID控制器在開始測量時直接開始運行。PID控制器運行時，狀態通道從0更新為1。狀態1表示PID控制器正在正常運行。
PID輸入/輸出設置選項卡：
輸入、輸出設置是使控制器正常工作的重要設置。
?控制值通道(CO) | 設置數據輸出通道，控制器將控制值(CO)寫入該通道。然后通過模擬量輸出模塊將該值發送至過程執行部件，例如用于改變流量、電機轉速等的閥門?？刂浦?CO)必須更新對實際值通道(PV)有影響的執行機構。 |
?實際值通道(PV) | 實際值通道(過程變量PV)是測量當前過程輸出信號的模擬量輸入通道。該測量通道可以是任何類型的輸入，例如(電壓、溫度、應變、轉速等)。PID控制回路僅在控制值(CO)影響實際值(PV)時有效。例如：若測量爐內溫度(PV)，控制值(CO)應影響向燃燒器釋放更多或更少天然氣的閥門，從而增加或降低爐膛溫度。 |
?參考值通道(Set Point) | 參考值即為設定點。設定值對于控制過程非常重要，PID控制器必須使過程變量保持在這個設定值上。設定值可以是一個定義的爐溫、油箱液位或發動機轉速等。設定值可以由操作人員根據實際需求改變，例如，熔爐溫度可以根據在熔爐中加工的產品而變化。 |
PID控制參數設置(調諧變量)
參數設置即定義放大系數(Kr)、前置時間(Tv)和后續時間(Tn)等調諧變量。調諧因子作為單獨的通道，若在采集過程中需要更新參數，則可通過手動輸入、滑塊或函數生成器。
?工作頻率 | 定義PID循環計算的頻率，工作頻率應與測量(PV)和輸出(CO)頻率一致。當輸入和輸出以1Hz的速率更新時，PID回路以1kHz的計算速率運行是沒有意義的。 |
?Kr | 放大默認值為1。該因子對比例增益有影響。 |
?Tv | 微分增益的時間常數，默認值為0。該因子增加至大于0，噪聲會增加。 |
?Tn | 積分增益的時間常數，默認值為1。該因子增加時，系統反應時間將變慢。 |
在歐標和美標間，調諧因子有不同的術語表達。
IPEmotion EU-PID調諧因子 | US-PID調諧因子 |
Kr=比例放大 | Kp比例增益 Kr=Kp |
Tv=先導時間 | Kd微分增益 Tv=Kd/Kp(微分增益) Tv=Kd/Kr=Kd/Ki |
Tn=重置事件 | Ki積分增益 Tn=Kp/Ki(積分增益) Tn=Kr/Ki=Kp/Ki |
示例：水箱內溫度控制（視頻演示見下方原文鏈接）
http://www.windhill.com.cn/articles/20210402112618/
