1、信捷PLC培訓第十課時,第十章 PID,認識PID,PID指令,PID應用,認識PID,第一節(jié) 認識PID,PID 是什么？ 要弄清楚怎樣定量之前，我們先要理解一個最基本的概念：調節(jié)器。調節(jié)器是干什么的？ 調節(jié)器就是人的大腦，就是一個調節(jié)系統的核心。任何一個控制系統，只要具備了帶有PID的大腦或者說是控制方法，那它就是自動調節(jié)系統。 如果沒有帶PID 的控制方法呢？那可不一定不是自動調節(jié)系統，因為后來又涌現各種控制思想。比如時下研究風頭最勁的模糊控制，以前還有神經元控制等等；后來又產生了具有自組織能力的調節(jié)系統，說白了也就是自動整定參數的能力；還有把模糊控制，或者神經元控制與PID 結合在一起

2、應用的綜合控制等等。,第一節(jié) 認識PID,基本的調節(jié)器具有兩個輸入量：被調量和設定值。被調量就是反映被調節(jié)對象的實際波動的量值。比如水位溫度壓力等等；,回到剛才的提問：什么是PID？ P 就是比例，就是輸入偏差乘以一個系數； I 就是積分，就是對輸入偏差進行積分運算； D 就是微分，對輸入偏差進行微分運算。 故，PID其實就是一種算法。,第一節(jié) 認識PID,PID的控制規(guī)律如下：,e(t) = r (t ) c ( t ) （1-1） u(t) = Kp e(t) + 1/Ti e(t)dt + TD de(t)/dt （1-2） 其中，e(t)為偏差，r ( t )為給定值，c ( t )為

3、實際輸出值，u(t)為控制量；,第一節(jié) 認識PID,一個系統控制的好不好，關鍵就是看參數選擇的好不好。判斷一個人是不是業(yè)內人士的方法之一，就是看他說不說外行話。判斷修改確認PID 參數的過程，咱們業(yè)內人士有個專用詞語：整定。,第一節(jié) 認識PID,PID指令,信捷XC系列PLC V3.0及以上版本的在本體部分加入了PID控制指令，并提供了自整定功能。用戶可以通過自整定得到最佳的采樣時間和PID參數值，從而提高控制精度。 輸出可以是數據形式D，也可以是開關量形式Y，在編程時可以自由選擇。,第二節(jié) PID指令,其中個操作數的含義如下表：,指令說明如圖所示：,該指令在每次達到采樣時間的間隔時執(zhí)行。對于

4、運算結果，數據寄存器用于存放PID輸出值；輸出點用于輸出開關形式的占空比。,第二節(jié) PID指令,S3 S3+ 43將被該指令占用，不可當作普通的數據寄存器使用。,PID應用,在持續(xù)輸出的情況下，作用能力隨反饋值持續(xù)變化而逐漸變弱的系統，可以進行自整定，如溫度或壓力。對于流量或液位對象，則不一定適合作自整定。 在允許超調的條件下，自整定得出的PID參數為系統最佳參數。 在不允許超調的前提下，自整定得出的PID參數視目標值而定，即不同的設定目標值可能得出不同的PID參數，且這組參數可能并非系統的最佳參數，但可供參考。 用戶如無法進行自整定，也可以依賴一定的工程經驗值手工調整，但在實際調試中，需根據

5、調節(jié)效果進行適當修改。,第三節(jié) PID應用,下面介紹幾種常見控制系統的經驗值供用戶參考：,溫度系統：P（%）2000 6000， I（分鐘）3 10， D（分鐘）0.5 3 流量系統：P（%）4000 10000，I（分鐘）0.1 1 壓力系統：P（%）3000 7000， I（分鐘）0.4 3 液位系統：P（%）2000 8000， I（分鐘）1 5,第三節(jié) PID應用,/ 將ID100中的內容送至D10,/ 自整定控制開始，或自整定結束后，將PID模式設為自整定,/ 開始PID，D0為目標值，D10 為測量值，D4000開始為PID參數區(qū)，將PID控制結果通過Y0端口輸出,/ PID控制結

6、束，關閉自整定PID模式,/ 自整定成功后，或自整定轉為手動模式后，關閉自整定控制位,PID控制程序如下所示：,第三節(jié) PID應用,習題與思考,例：通過加熱圈加熱，使恒溫箱內的溫度上升至目標溫度并維持在目標溫度。恒溫箱溫度系統構成圖如圖所示：,習題與思考,圖中就是最簡溫度控制系統的組成，溫度傳感器將溫度信息反饋到溫度模塊，模塊將模擬量信號（電阻或者電壓等）轉換成對應的溫度信息并把該信息交給PLC進行控制計算，然后輸出一個控制信號給固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器控制加熱電源的通斷，來控制加熱的啟停，由于存在向環(huán)境散熱的過程，從而達到溫度的動態(tài)平衡。在最理想的狀態(tài)下，當加熱圈加熱的熱量和向環(huán)境散發(fā)的熱量相

7、等時，溫度最穩(wěn)定。 控制要求： 將溫度目標設置在50.0； 按自學習鍵，系統開始學習溫度控制參數（P、I、D、采樣時間等）； 在自學習完成以后，按下加熱鍵啟動加熱；通過觸摸屏觀察溫度的變化，要求溫度最終能夠穩(wěn)定在目標值附近，波動不可過大； 在保溫過程中出現擾動，比如冷風，要求溫度變化小并且能夠快速恢復正常；,習題與思考,關于軟件型PID控制原理如下：,變頻器的作用是為三相水泵的電機提供可變頻率的電源，實現電機的無級調速，從而使水管的水壓連續(xù)變化。壓力計的任務是檢測水管的水壓。在PLC內部設定水壓期望值，壓力設定信號和壓力反饋信號在輸入可編程控制器后，經可編程控制器內部PID控制運算，輸出給變頻器