以下是一个基于 MCG（可能指特定的运动控制或 PLC 编程环境）的 PID 控制脚本实现，适用于温度、压力、速度等闭环控制场景。这个脚本实现了基本的 PID 算法，包含比例、积分、微分调节及抗积分饱和功能。
// MCG PID控制脚本实现
// 功能：实现位置式PID控制，支持参数调节与积分限幅
// 适用场景：温度、压力、速度等闭环控制系统
// PID参数结构体定义
TYPE PID_Params :
STRUCT
Kp : REAL; // 比例增益
Ki : REAL; // 积分时间（秒）
Kd : REAL; // 微分时间（秒）
Output_Min : REAL; // 输出最小值（限幅下限）
Output_Max : REAL; // 输出最大值（限幅上限）
Sample_Time : REAL; // 采样周期（秒，如0.1=100ms）
END_STRUCT
END_TYPE
// PID运行状态结构体定义
TYPE PID_State :
STRUCT
Setpoint : REAL; // 目标设定值
Process_Value : REAL; // 过程反馈值
Output : REAL; // 控制输出值
Error : REAL; // 当前偏差
Error_Last : REAL; // 上一周期偏差
Integral : REAL; // 积分项累计
Derivative : REAL; // 微分项
Is_Enabled : BOOL; // PID使能标志
END_STRUCT
END_TYPE
// PID初始化函数
FUNCTION_BLOCK PID_Init
VAR_INPUT
Params : PID_Params; // PID参数
END_VAR
VAR_OUTPUT
State : PID_State; // PID状态
END_VAR
// 初始化逻辑
State.Setpoint := 0.0;
State.Process_Value := 0.0;
State.Output := 0.0;
State.Error := 0.0;
State.Error_Last := 0.0;
State.Integral := 0.0;
State.Derivative := 0.0;
State.Is_Enabled := FALSE;
END_FUNCTION_BLOCK
// PID核心控制函数（周期性调用）
FUNCTION_BLOCK PID_Control
VAR_INPUT
Params : PID_Params; // PID参数
State : PID_State; // PID状态
END_VAR
VAR_OUTPUT
New_State : PID_State; // 更新后的状态
END_VAR
VAR
Temp_Output : REAL; // 临时输出（未限幅）
Ki_Term : REAL; // 积分项系数
Kd_Term : REAL; // 微分项系数
END_VAR
// 复制当前状态到新状态
New_State := State;
// 仅在使能状态下执行PID计算
IF New_State.Is_Enabled THEN
// 1. 计算当前偏差
New_State.Error := New_State.Setpoint - New_State.Process_Value;
// 2. 计算比例项（P）
// 比例项 = Kp * 偏差
// 3. 计算积分项（I），带抗积分饱和
Ki_Term := Params.Kp * (Params.Sample_Time / Params.Ki);
IF (New_State.Output >= Params.Output_Max) OR (New_State.Output <= Params.Output_Min) THEN
// 输出已饱和时，停止积分累计（抗积分饱和）
New_State.Integral := New_State.Integral;
ELSE
// 正常积分累计
New_State.Integral := New_State.Integral + (New_State.Error * Ki_Term);
END_IF;
// 4. 计算微分项（D），采用不完全微分（抑制噪声）
Kd_Term := Params.Kp * (Params.Kd / Params.Sample_Time);
New_State.Derivative := Kd_Term * (New_State.Error - New_State.Error_Last);
// 5. 计算总输出（未限幅）
Temp_Output := (Params.Kp * New_State.Error) + New_State.Integral + New_State.Derivative;
// 6. 输出限幅（防止执行器超出范围）
IF Temp_Output > Params.Output_Max THEN
New_State.Output := Params.Output_Max;
ELSIF Temp_Output < Params.Output_Min THEN
New_State.Output := Params.Output_Min;
ELSE
New_State.Output := Temp_Output;
END_IF;
// 7. 保存当前偏差用于下一周期微分计算
New_State.Error_Last := New_State.Error;
END_IF;
END_FUNCTION_BLOCK
// 示例：温度控制应用
PROGRAM Temperature_Control
VAR
pid_params : PID_Params; // 温度PID参数
pid_state : PID_State; // 温度PID状态
pid_init : PID_Init; // PID初始化实例
pid_control : PID_Control; // PID控制实例
temp_sensor : REAL; // 温度传感器反馈值（℃）
heater_output : REAL; // 加热器输出（0-100%）
sample_trigger : BOOL; // 采样触发信号（周期=Sample_Time）
END_VAR
// 初始化PID参数（温度控制示例）
pid_params.Kp := 5.0; // 比例增益
pid_params.Ki := 20.0; // 积分时间20秒
pid_params.Kd := 2.0; // 微分时间2秒
pid_params.Output_Min := 0.0; // 最小输出0%
pid_params.Output_Max := 100.0; // 最大输出100%
pid_params.Sample_Time := 0.5; // 采样周期0.5秒
// 初始化PID
pid_init.Params := pid_params;
pid_init();
pid_state := pid_init.State;
// 设置目标温度（例如80℃）
pid_state.Setpoint := 80.0;
pid_state.Is_Enabled := TRUE; // 使能PID
// 周期性执行PID计算（由sample_trigger触发，周期0.5秒）
IF sample_trigger THEN
// 读取温度传感器反馈
pid_state.Process_Value := temp_sensor;
// 执行PID控制计算
pid_control.Params := pid_params;
pid_control.State := pid_state;
pid_control();
pid_state := pid_control.New_State;
// 输出控制信号到加热器
heater_output := pid_state.Output;
END_IF;
END_PROGRAM
脚本说明
这个 PID 脚本实现了以下核心功能：
实际应用时，需根据具体控制对象（如温度、压力、速度）的特性调整 PID 参数，通常可先固定 Ki=0、Kd=0，仅调节 Kp 至系统稳定，再逐步增加 Ki 和 Kd 优化响应速度。
