摘要 锅炉汽包水位是锅炉运行中的一个重要的监控参数，它间接反映了锅炉蒸汽负荷与给水流量之间的平衡关系。汽包锅炉给水自动控制的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在规定的范围内。由于给水系统的复杂性，现有的火电厂全程给水控制采用传统的PID控制，其精确数学模型难以建立，并且系统具有大滞后、时变性等一系列特点，往往难以满足火电机组复杂工况要求，所以许多大型火电厂对现有的全程给水控制提出了优化方案。 本文首先对控制系统进行时域分析，然后介绍PID调节器的调节过程及其参数的整定方法。重点分析了锅炉的给水控制系统，针对汽包水位控制对象的动态特性表现为有惯性、无自平衡能力的特点，采用先进的智能控制算法之一的模糊控制对其进行控制，并利用MATLAB分别对常规PID控制和模糊PID 串级控制进行仿真，结果表明采用模糊PID串级控制方法比常规PID控制方法迟延小、超调量小，使得汽包的动态特性得到优化。 关键词：模糊控制；给水控制；PID控制
Abstract The steam drum water level of boil is important monitoring parameter in a boiler movement, it had reflected indirectly the balance relations between the boiler steam load and the discharge of water. In the steam drum boiler for the water automatic control duty to adapt the boiler transpiration rate for the water volume, maintains the steam drum water level in the stipulation scope. As a result of for the water system complexity, the existing thermoelectric power station entire journey for the water control adopt the traditional PID control, its precise mathematical model establishes with difficulty, when the system has the big lag, denatured and so on a series of characteristics, often with difficulty satisfies the thermal power unit complex operating mode request, therefore many large-scale thermoelectric power stations proposed the optimization plan to the existing entire journey for the water control. First this article has analyzed the time domain of control system, then introduces the PID regulator’s adjustment process and the parameter installation method. And has analyzed great emphasis on the boil for the water control system, the steam drum water control object show the inertia, the non-self regulation ability, uses of a fuzzy control to control it, and separately carries on the simulation using MATLAB to the tradition PID control and the fuzzy PID cascade control, With comparing using the fuzzy PID cascade control method obtain result that is delay slightly, over small, enables the steam drum the dynamic characteristic to obtain the optimization. Keywords: Fuzzy control; For the water control; PID control
智能温控仪AI-808系统简易操作说明 ①、面板说明及操作说明； ②、操作说明 1、要改变温度设定值，请点击一下键，这时SV 窗小数点闪烁，按 键或 键 增加或减少数据。 2、按键可移动修改数据的位置，按 、 键可增加或减少数据值，设定完成后 6秒自动复位。 3、报警温度值的设定，按动 键3秒以上，这时PV 屏显示HIAL （上限报警），SV 屏最后 一位小数点开始闪动。调整步骤按第2条完毕，6秒后自动复位。LOAL （下限报警）设定只要再点击一下，操作同上。 4、启动自调整，按键并保持3秒钟，等仪表的SV 窗显示AT 再放开，自整定开始，如果提前终止自整定，再按 键并保持到SV 窗AT 字样不显示，再放开，自整定终止。通常自整定只需 操作一次即可。 5、LOC 为数据锁功能，当LOC=0时允许设置现场数据，当LOC=2时不允许改变已设数据值。LOC=808开锁功能。 6、例如要设置成一台K 型，输出0~10mA ，上限报警1000℃、下限报警200℃的仪表，厂方设置现场参数：Sn 为0、Ctr1为1、HIAL 为1000、LOAL 为200 、OPI 为1、OPH 为100。仪表显示现场参数：HIAL （上限报警）、LOAL （下限报警）、Ctr1(自整定设置)、OPH （功率调整）、LOC （数据自锁）。 7、该仪表智能化程序较高，有些功能没有使用，请勿随意调节仪表参数，以免仪表不能正常工作。 ① OUT 调节输出指示灯 ② AUX 辅助接口工作指示灯 ③ 显示转换键（兼参数设置进入） ④ 数据移位键（兼手动/自动切换及程序设置进入） ⑤ 数据减少键（兼程序运行/暂停操作） ⑥ 数据增加键（兼程序停止操作） ⑦ AL1 报警指示灯1（上限） ⑧ AL2 报警指示灯2（下限） ⑨ PV 测量值显示窗 ⑩ SV 给定值显示窗 ① ② ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ③ ④ ⑤ ⑥ ① ⑦ ⑧ ② ③ ④⑤⑥ ⑨ ⑩ ⑨ ⑩ ③ ④⑤⑥ ① ⑦ ② ⑧ 图1：AI-808B 系列 图2：AI-808A 系列 图3：AI-808E 系列
温控器设置及操作-民熔 一。下限偏差报警设置：按set键选择并显示“SLP”，绿色显示该参数的值，选择shift、ENGASE、DERANCE键设置或修改该参数。此参数表示报警点低于主控设定值的差值。 2。上限偏差报警设置：按set键选择“SHP”，绿色显示显示该参数值。选择shift、increase 和reduce键来设置或修改此参数。此参数表示报警点和主控制设定点之间的差异。 三。标度范围设置：按set键选择显示“P”，绿色显示该参数的值，选择shift、GANCE、DENCE键设置或修改该参数。“P”值越高，恒温控器主控制继电器输出的灵敏度越低。“P”值越低，恒温器主控制继电器输出的灵敏度越高。 四。积分时间设置：按set键选择显示“I”，绿色显示该参数的值，选择shift、INCEASE、decrease键设置或修改该参数。集成时间越短，集成效果越强。 5。差分时间设置：按set键选择显示“d”，绿色显示该参数的值，选择shift、INCRASE、decrease键设置或修改该参数。微分时间越长，校正越强。 6。比例循环设置：按set键选择显示“t”，绿色显示该参数的值，选择shift、GANSE、DENCE 键设置或修改该参数。 7号。自整定：按set键选择并显示“aτ”，绿色显示屏显示该参数的值，选择shift、GANCE、decrease键设置或修改该参数；设置为“00”表示自整定关闭，设置为“01”表示自整定开
8。锁定参数设置：按set键选择并显示“Lok”，绿色显示锁定状态，选择shift、INCEASE、decrease键设置或修改参数；设置为“00”表示不锁定，设置为“01”表示只锁定主控以外的参数，并设置为“02”表示所有参数都已锁定。参数锁定后，其他人不能修改。如果需要修改，则应解锁，即设置为“00”。 9。主控温度上限设定：按set键选择并显示“SOH”，绿色显示该参数值，选择shift、ADVANCE、DEVANCE键设置或修改该参数，该参数表示主控继电器的工作温度不能高于该值，否则主控设置的温度无效 10。温度校正设置：按set键选择并显示“SC”，绿色显示该参数的值，选择shift、GANSE、decrease键设置或修改该参数；当温度控制器长时间运行后出现测量偏差时，此函数可用于更正错误。如果测量值小于2℃，则该参数可设置为02。如果测量值大于2℃，则参数可设为-2。 在第二设置区，按下set键5秒以上，系统保存设置参数，退出设置状态，返回正常状态。设置好设置状态后，如果没有按照正确的操作退出设置状态，30秒后，系统将自动退出设置状态，您之前设置的参数将被声明为无效。 1. 手动 / 自动无扰动切换 按 A/M 键， MAN 指示灯亮， 进入手动状态。 当前 SV 显示器数值即为输出百分比， PV 显示器为测量值。用“向左” 、 “向上” 和“向下”键可手动修改输出百分比。再按
RKC日本理化CD系列PID调节器 在工业生产中,通常需要把某递增物理量(如温度\压力\流量\液位等)维持 在指定的数值上.当这些物理量偏离所希望的给定值时,即产生偏差.PID控制仪根据测时信号与给定值,达到自动控制的效果. 模拟PID 比例运算是指输出控制量与偏差的比例关系.仪表比例参数的设定值越大, 控制的灵敏度越高.例如仪表的比例参数P设定为4%,表示测量值偏离给定值4%时,输出控制量变化100% 积分运算的目的是消除静差.只要在偏差存在,积分作用将控制量向使偏差 消除的方向移动.积分时间是表示积分作用强度的单位.仪表设定的积分时间越短,积分作用越强.例如仪表的积分时间设定为240秒时,表示对固定折偏差,积分作用的输出量达到和比例作用相同的输出量需要240秒 比例作用的积分作用是对控制结果的修正动作,响应较慢.微分作用是为了 消除其缺点而补充的,微分作用根据偏差产生的速度对输出量进行修正,使控制过程尽快回到原来的控制状态,微分时间是表示微分作用强度的单位,仪表设定的微分时间越长,则以微分作用进行的修正越强. 位式PID控制 一般PID控制是把连续的电流或电压输出到操作器对系统进行量化控制.而位式PID控制则是仪表按一定的周期,通过控制接点的通断对系统进行控制.在一个周期内,接点的接通和断开的时间长短反映控制量的大小,操作时为100%时,接点在整个周期内完全接通,操作量为0%时,接点在整个周期内完全断开. RKC型号定义 请参照下列代码表确认产品是否与您指定的型号一致 CD□□□□□□* □□□□ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1、规格尺寸 48*48*100（开口：45*45） 48*96*100（开口：45*92） 72*72*100（开口：68*68） 96*96*100（开口：92*92） 2、控制类型： F：PID动作及自动演算（逆动作）
一、概述 SLRT系列智能PID调节仪是一种测量调节精度高，功能强的数字显示调节仪，它可为第一流的尖端设备提供优质服务，广泛地用于炼油、化工、冶金、建材、轻工、电子等行业温度、压力、流量、液位的自动检测和自动控制。 二、主要技术指标 1、测量精度：0.3级 2、报警输出：等同测量精度 3、PID无扰动稳态，温度±2℃ 4、变送输出精度：±0.3％FS 负载能力：0-600∩ 5、输入特性要求：0-10mA:500∩、4-20mA:250∩、DC.V:≥200K∩热电偶及DC.mV: ≥10M∩冷端自动补偿精度0-40℃范围内±0.3℃热电阻：三线制输入3×10∩以内完全补偿 6、继电器接点容量：AC220V 7A 7、过零触发式外接可控硅（可控硅小于500A）。 8、供电电源：AC220V±10%、直流DC24V±10%供选择 9、功耗：≤15W 10、工作环境：温度0-50℃、相对温度:＜85%,无腐蚀性气体，无震动场合 11、控制参数：比例带（P）：0-999.9％可调 积分时间（I）：3-9999S可调 微分时间（d）：1-9999S可调 调节周期（t）：1-65S可调 12、可以接受的输入信号： 8种热电偶温度信号：K、E、S、B、J、T、EA、N 5种热电阻温度信号：Pt100、Cu100、Cu50、G53、BA1、BA2 3种线性mV信号：0-20mV、0-100mV、0-500mV 远传压力表等线性电阻信号：0-400∩ 2种线性mA信号：0-10mA、4-20mA 2种线性直流V信号：0-5V、1-5V 三、面板型式 “SET”设定键：在正常运行状态下，按下该键可查看有关设定值的参数，此时上排主显示窗显示参数名称代号，下排付显示窗显示参数值。停止按键1 分钟或同时按下退到正常运行状态。进入设定状态，当显示SP1（第一报警参数）符号时，键入，主显示窗显示“SEL”，辅助显示窗显示“555”.输入象征操作权限的密码后，进入正式设定状态。 “RIGHT”光标键：在设定状态下，每按一次光标键右移一位，如此反复，光标在下排辅助窗口上作周而复始的移动，光标所在的位置为设定操作的有效位置。 “∨”减少键：在设定状态下为减少，每按此键一次。光标位置的数码管减少1个字。在手动状态下按此键为输出减少。 “∧”增加键：在设定状态下为增加，每按此键一次。光标位置的数码管增加1个字。在手动状态下按此键为输出增加。
PID调试步骤 没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。现在一些时髦点的调节器基本源自PID。甚至可以这样说：PID调节器是其它控制调节算法的吗。 为什么PID应用如此广泛、又长久不衰？ 因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题，既系统的稳定性、快速性和准确性。调节PID的参数，可实现在系统稳定的前提下，兼顾系统的带载能力和抗扰能力，同时，在PID调节器中引入积分项，系统增加了一个零积点，使之成为一阶或一阶以上的系统，这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。 由于自动控制系统被控对象的千差万别，PID的参数也必须随之变化，以满足系统的性能要求。这就给使用者带来相当的麻烦，特别是对初学者。下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤： 1．负反馈 自动控制理论也被称为负反馈控制理论。首先检查系统接线，确定系统的反馈为负反馈。例如电机调速系统，输入信号为正，要求电机正转时，反馈信号也为正（PID算法时，误差=输入-反馈），同时电机转速越高，反馈信号越大。其余系统同此方法。 2．PID调试一般原则 a.在输出不振荡时，增大比例增益P。 b.在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。 c.在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。 3．一般步骤 a.确定比例增益P 确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。 b.确定积分时间常数Ti 比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID 的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。 c.确定微分时间常数Td 微分时间常数Td一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。 d.系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求。 2.PID控制简介 目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent
PID调节器 一、设计要求 比例系数、积分时间、微分时间可调，参数自定义。 P、PI、PD、PID可分别设置。 二、设计方案 模拟式PID调节器得电路结构 比例、积分、微分电路经过不同得组合、变换可得到三种不同得结构形式。它们具体如下：结构一:一体式模拟PI D调节电路结构。顾名思义，“一体”即将比例积分微分三者合为一体，用单一结构实现P ID调节功能,其结构限制了其只能实现PID这一单一得调节功能，并且，在调节过程中，无法保证P、I、D调节得独立进行。 结构二:串联式模拟PID调节电路结构。“串联”即将比例电路、比例积分电路、比例微分电路输入与 输出依次串联起来，三者依次作用。其结构形式决定了其输出只能为P、PL PI D运算后得结果。
三、具体电路设计及工作原理说明 该电路分别曲三个模块构成，分别就是比例电路，积分电路，微分电路。三个模块可以分别单独输出或者两两结合，也可以三个模块同时进行输出。 I、比例运算 当J 3、J6断开，J4闭合。J1向上拨接通，J 2向下拨接通时。电路为比例电路。 2、积分电路 当J4、J6断开,J 3闭合。J I、J 5向上接通,J 2任意状态时,电路为积分电路。3、微分电路 当J4、J3断开,J6接通,J5向上接通时，电路为微分电路。 4、比例积分电路 当J3、J6断开J4接通J1向下接通J 6向上接通时，电路为比例积分电路。 5、比例微分电路 当J 3、J6断开,J4接通,J 1、J2、J 5向上接通时，电路为比例微分电路。 6、比例积分微分电路
当J3、J6断开J 4接通,JI. J 5向下接通J2任意状态时，电路为比例积分微分电路。 四、测试结果 1、比例运算 今Oscilloscope-XSCl Q — ey ? 2、积分运算 3、微分运算
R KC温控器RH400FK02-M*AN/N参数数值及操作原理 1、RH400参数 2、产品特点和应用 日本RKC理化公司主要生产模块型控制器，数字多点控制器，数字显示控制器，程序控制器，各种传感器，指示器等，公司通过了国际质量认证体系「ISO9001」的认证，主打产品安全标准遵守美国最新安全标准UL、加拿大安全标准CSA、欧洲安全标准EMC指令及低压指令标准符（CE认定合格品）。 RH系列数字显示控制器采用维护性能好的插入式构造；同时，产品纵深与原始型号（ CD 系列）相比缩短了 40% 。是最新型标准温度控制器。 纵深 60mm （ RD100:63mm ）的纤薄外形 11 段 LCD ，大屏清晰可视性好。 具有较高目标值应答性的PID 常数演算 取样周期0.5 秒 可变更响应快慢、POST 微调功能 可缩短AT 执行时间的启动演算功能 此款新型温控器的优势: 1.搭载了清晰明了的大型11段显示的LCD显示器,更能轻易识别以往难以分辩的文字 2.增加了操作键锁定显示,操作键锁定的功能,可以一目了然地显示现在的锁定状态 3.算出的PID数据更具有优越的目标值响应性,与以往的AT运算得出的PID数据相比,此款温控器更能快速自动地算出PID数值,在灵敏响应性的基础上,还具有优越的抗外部干扰的响应性. 4.可消减AT实行时间 5.可以扩展实行AT后的控制特性(POST演算).
3、控制方法 RKC系列智能数字温度控制器，采用最新的平面操作和微机智能控制技术。本着简单易用，稳定可靠的原则，该系列表具有极大的市场适应性，产品按国家标准制造并有多种安装尺寸。 工业区用到温控器一般采用热电偶传感器来测量温度值，热电偶有J,K,R,S等分度号，每种分度号热电偶在不同温度范围内有它独特的温度精度，常用的K分度号热电偶精度范围在0-400°C，是常见的温度传感器。另外一种温度传感器是热电阻，常见的是PT100，也叫铂金电阻，精度比较高，一般为-199-649°C这个范围内使用，价格稍微比热电偶贵些。 独特之处编辑RKC温控器出场时候为单回路调节器，即只有加热功能，称之为基本表，一般发到代理商处，由代理商扩展多路调节和报警输出控制功能，俗称改表，这样保证了很少硬件成本即可实现多功能扩展，这是其他温控器没有的功能，另外RKC温控器的输入范围和报警范围都是可以通过软件和参数来设置的，比较方便，过流保护功能可以通过外加电流互感器来实现，带485通讯口，可以跟上位机通讯。 莞联硕机电代理日本理化RKC温控器，,温度调节器，温度控制器，CH402温控器，CD901温控器库存现货。特价供应，备客户急用之所需。本公司可供全国客户之所需，在阿里巴巴、淘宝供应，快递送货上门， 1..热电偶：K、J、R、S、B、E、N、T、W5RE/W6RE、PL‖、U、L 2.测温热电阻输入：PT100、JPT100 3.支流电压：DC0——DC5V，DC1——DC5V 取样周期：0.5s 测量精度：热电偶：±（显示值的0.3%+1digit）或±2度测温电阻：±（显示值的0.3+1digit） （DC0/12V）允许负载电阻600欧以上可以加热冷却双输出控制（输出1：加热侧；输出2：冷却侧） 供选加热器断线警报和控制环断线警报。
调节器的PID参数整定 临界比例带法 临界比例带法，是过去应用较广的一种整定参数的方法，它的特点是，可以不需要求得被控制对象的特性，而直接的闭合的控制系统中进行整定。 如果一个自动控制系统，在外界干扰作用后，不能回复到稳定的平衡状态，也不发散，而是产生一种等幅的震荡，这样的控制过程，称为临界震荡过程，如图所示，图中TK是被控参数，Y的临界周期TK，被控参数处于临界震荡过程时，调节器的比例带称为临界比例带PK。 临界比例带法整定调节器参数是在纯比例作用下，在闭合控制系统中，从大到小逐步改变调节器的比例带P(%)，以便得到上述的临界震荡过程，然后，确定临界比例带PK和临界周期TK的数值，根据表4-1所例的经验公式，计算出各类调节器相应的各个特性参数值。
具体步骤如下 ①．先通过手动操作器，使工艺状态稳定一段时间。 ②．调节器除比例作用外，其他的控制都切除（积分时间，放在最 大。微分时间放在零处） 3.改变调节器的比例带，先是逐步减小调节器的比例带，细心观察输出电流和控制过程的变化情况，如果控制过程是衰减的，则把比例带连续放小，如果控制过程是发散的，则把比例带放大，直接持续4-5次等幅震荡为止，此时的比例带就是临界比例带pk，来回震荡一次的时间，亦即从震荡的一个顶点到相邻同期的第一个顶点所需要的时间（分）就是临界周期Tk。 4.有3pk和Tk，就可以根据表4-1的经验公式，求得各类调节器的各
个参数p。. Td值。 5，求得具体数值后，先把比例带放在比计算值大一些的数值上，然后把积分时间放到求得的数值上，如果需要，再放上微分的时间，最后把比例减少到计算值上。 二．衰减曲线法 衰减曲线法是在总结临界比例带法和其它一些方法的基础上，经过反复实验后提出来的，这种方法，不需要进行大量的凑式，也不需要得到临界震荡过程，而直接求得调节器的比例带，这种方法有两种，一种是4：1衰减曲线法，一直是10：1衰减曲线法，下面着重介绍4：1衰减曲线法。 大家都知道纯比例作用下的一个自动控制系统，在比例带逐步减少的过程中就会出现如图4-25所示的控制过程，这时控制过程的比例带称为4：1衰减比例带Ps，两个相邻波峰之间的时间称为为4：1衰减TS，4：1衰减曲线法，就是要在纯比例作用下的闭合控制系统中求得Ps。TS，从而计算出来P。T及Td，具体整定步骤如下。 1.熟悉感应卡、工艺流程，了解操作指标，掌握控制系统的组成。 2.把积分时间放到最大，微分时间放到零，待控制系统稳定后，逐 步减少比例带，观察输出电流和控制过程的波动情况，直到出现4：1的衰减过程为止，记下4：1的衰减比例带Ps和操作周期TS 3.根据Ps和TS按照表4-2所列的经验公式，求得各类调节器的相 应参数的具体数值。 4.先把比例带放到一个比计算值大一点的数值上，然后放上积分时
实验开放课题结题报告设计课题：PID调节器的设计 专业班级：04电子科学与技术 学生姓名：骆炳福何青丽冯立平 指导教师：曾祥华 设计时间：2006年8月10日
题目：PID调节器的设计 一、设计任务与要求 1.设计一个负反馈放大电路 2.能实现比例运算电路、积分电路和微分电路的功能 二、方案设计与论证 设计一个PID调节器，PID控制器就是根据系统的误差利用比例积分微分计算出控制量，比例积分微分（PID）控制包含比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分，实际中也有PI和PD控制器。 上图中给出了一个PID控制的结构图，控制器输出和控制器输入（误差）之间的关系在时域中可用公式表示如下：
公式中表示误差、控制器的输入，是控制器的输出，为比例 系数、积分时间常数、为微分时间常数。式又可表示为： 公式中和分别为和的拉氏变换，， 。、、分别为控制器的比例、积分、微分系数。 三、单元电路设计与参数计算 分析：上面电路中的输入支路和反馈支路中都有电阻、电容元件，因此直接在时域里求出输出与输入的关系比较困难。如果先在S域里求出电路的传递函数（即输出与输入的关系），再利用拉氏反变换得到时域里的输出与输入的关系，这样就比较容易些。 设
由图可知 在对上式进行拉氏反变换，因S表示微分，1/S表示积分。S 一次方表示微分一次，二次方表示微分两次，S负一次方表示积分一次，负两次方表示积分两次。因此式中的第一、第二项表示比例运算，第三项表示微分运算，第四项表示积分运算，所以 上述电路的输出输入关系为比例-积分-微分运算，又称为PID运算。在自动控制系统中经常用作为 PID调节器。 四、总原理图及元器件清单
附： CH402型温度控制器使用说明书 一简介： 该温度控制器利用精密的铂电阻来传递温度信号，采用先进的部控制模块，优化了各个控制参数之间的关系，并进一步加强了自适应功能在各种条件的适应调节的功能，使之在温度控制方面表现得更为突出。 CH402的电源输入可选用工频交流电220V，直流24V；输入可以是电阻信号，也可以使用热电偶；继电器输出为24V直流电；另外CH402还具有报警输出端。 二 CH402的面板 1——PV 实际温度显示（绿色显示）。 2——SV 设定温度显示（桔红显示）。 3——AT 自调节功能显示（绿灯）。 OUT1 输出控制显示（绿灯）。 ALM1 报警输出显示（红灯）。 OUT1 ALM1 未扩展。 4——SET 用来选择设定各个参数的键。 5——R/S 用来改变数据位（参数设定时）， 控制温控器的开关。 6——用于数字的减少（参数设定时）。 7——用于数字的增加（参数设定时）。
三：CH402显示信息说明 在刚接通电源的时候，CH402会显示： 然后显示： 随后即为正常工作显示，在设定参数时，PV会显示各种功能的代表符号，特列举在下： 各符号功能列表
附：表一 四：参数设定说明： 1、在使用SET键功能时：按一下，即SV温度可设，R/S为选择所要改动的数据位；按定SET键超过2秒钟，既出现表中所列的功能选项，再按SET键，可选择需要设定的参数项，R/S为选择所要改动的数据位。各位数字的调节则由另外两键来调节。 2、在使用R/S的开关功能时，也需要按住R/S超过1秒后。 3、使用自动调节的功能时，外界环境与正常实验时相同，温度的变化必须是一个完整连续的过程，这样才能获得一系列比较满意的自
PID调节器的认识及应用 PID是比例、积分、微分的简称，PID控制的难点不是编程，而是控制器的参数整定。参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义，PID控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。阅读本文不需要高深的数学知识。 1．比例控制 有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温，可以获得非常好的控制品质，PID 控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。 下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。假设用热电偶检测炉温，用数字仪表显示温度值。在控制过程中，操作人员用眼睛读取炉温，并与炉温给定值比较，得到温度的误差值。然后用手操作电位器，调节加热的电流，使炉温保持在给定值附近。 操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置（我们将它称为位置L），并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。炉温小于给定值时，误差为正，在位置L的基础上顺时针增大电位器的转角，以增大加热的电流。炉温大于给定值时，误差为负，在位置L的基础上反时针减小电位器的转角，并令转角与位置L的差值与误差成正比。上述控制策略就是比例控制，即PID控制器输出中的比例部分与误差成正比。 闭环中存在着各种各样的延迟作用。例如调节电位器转角后，到温度上升到新的转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。由于延迟因素的存在，调节电位器转角后不能马上看到调节的效果，因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。 比例控制的比例系数如果太小，即调节后的电位器转角与位置L的差值太小，调节的力度不够，使系统输出量变化缓慢，调节所需的总时间过长。比例系数如果过大，即调节后电位器转角与位置L的差值过大，调节力度太强，将造成调节过头，甚至使温度忽高忽低，来回震荡。 增大比例系数使系统反应灵敏，调节速度加快，并且可以减小稳态误差。但是比例系数过大会使超调量增大，振荡次数增加，调节时间加长，动态性能变坏，比例系数太大甚至会使闭环系统不稳定。 单纯的比例控制很难保证调节得恰到好处，完全消除误差。 2．积分控制
实验: PID调节器的作用及其参数对系统调节质量的影响 一.实验目的: 1.了解和观测PID基本控制规律的作用，对系统动态特性和稳态特性及稳 定性的影响。 2.验证调节器各参数(Kc，Ti，Td), 在调节系统中的功能和对调节质量的 影响。 二. 实验内容: 1.分别对系统采取比例(P)、比例微分(PD)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID) 控制规律，通过观察系统的响应曲线，分析系统各性能的变化情况。 1.观测定值调节系统（扰动作用时）在各调节规律下的响应曲线。 2.观测调节器参数变化对定值调节系统瞬态响应性能指标的影响。 三. 实验原理: 参考输入量（给定值）作用时，系统连接如图（1）所示: 图（1） 图（2） 四. 实验步骤: 利用MATLAB中的Simulink仿真软件。 l. 参考实验一，建立如图（2）所示的实验原理图；
2. 将鼠标移到原理图中的PID模块进行双击，出现参数设定对话框，将PID 控制器的积分增益和微分增益改为0，使其具有比例调节功能，对系统进行纯比例控制。 3. 单击工具栏中的 图标，开始仿真，观测系统的响应曲线，分析系统性 能；调整比例增益，观察响应曲线的变化，分析系统性能的变化。 4. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例微分控制，观测系统的响应曲线， 分析比例微分控制的作用。 5. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例积分控制，观测系统的响应曲线， 分析比例积分控制的作用。 6. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例积分微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分微分控制的作用。 (1) P=1,I=0,D=0 (2) P=0.618,I=0,D=0 (3) P=0.618,I=0.1,D=0 (4) P=0.618,I=1,D=0
PID控制及其典型工程应用 摘要：闭环自动控制技术都是基于反馈的概念以减少不确定性。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。 0引言 目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC），还有可实现PID控制的PC系统等等。可编程控制器（PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器（PLC）可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。 1PID控制原理 工程实际中，应用最为广泛调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。当被控对象结构和参数不能完全掌握，或不到精确数学模型时，控制理论其它技术难以采用时，系统控制器结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能有效测量手段来获系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是系统误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
PID调节器的调节过程及其参数的整定方法 姓名： 班级： 专业： 时间： 指导老师： 南京工程学院
摘要 锅炉汽包水位是锅炉运行中的一个重要的监控参数，它间接反映了锅炉蒸汽负荷与给水流量之间的平衡关系。汽包锅炉给水自动控制的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在规定的范围内。由于给水的系统的复杂性，现有的火电厂全程给水控制采用传统的PID控制，使精确数模型难以建立，并且系统具有大滞后、时变性等一系列特点，往往难以满足火电组复杂工况要求，所以许多大型火电力厂对现有的全程给水控制提出了优化方案。 本文首先对控制系统进行时域分析，然后介绍PID控制器的调节过程及其参数的整定的方法。重点分析了锅炉的给水控制系统，针对汽包水位控制对象的动态特性表现为与惯性、无自平衡能力的特点，采用先进的智能控制算法之一的模糊控制对其进行控制，并利用MATLAB分别对常规PID控制和模糊PID串级控制进行仿真，结果表明采用模糊PID串级控制方法比常规PID控制方法延迟小、超调量小，使得汽包的动态特性得到优化。 关键词：模糊控制；给水控制；PID控制
目录 引言 第一章PID的控制及其调节过程 1.1 比例调节（P调节） 1.2 积分调节（I调节） 1.3 比例积分调节（PI调节） 1.4 比例积分微分调节（PID调节） 第二章锅炉给水控制系统分析 2.1 给水控制任务 2.2 给水控制对象的动态特性 2.2.1 给水流量扰动下水位的动态特性 2.2.2 蒸汽流量扰动下水位的动态特性 2.3 3000MW单元机组给水全程控制系统实例第三章系统仿真 3.1 PID的系统仿真 3.2 模糊自适应PID控制系统仿真 3.3 两种控制方法的比较 结论 参考文献 设计体会 致谢
STB系列 智能调节器 使用说明 广州市新工控自动化仪表有限公司 （2006年第一版）
目录 一、概述 (2) 二、主要功能特点 (3) 三、主要技术指标 (4) 四、选型表 (4) 五、仪表面板布置及其说明 (7) 六、功能菜单的操作 (9) 七、端子接线图 (16) 八、附录 (19) 九、仪表维修 (20) 十、仪表装箱 (20) 十一、订货须知 (20) 一、概述 STB—12系列智能调节器是采用国际上最新数字集成技术和根据国内工业
自动控制的实际需求而研制开发的新一代高品质智能化仪表。 STB —12系列智能调节器仪表硬件大幅度减少，没有电位器等可动器件，可靠性和稳定性显著提高，仪表参数设置、功能方式选择、模拟量输入输出的准确度校验均由面板键钮设定和完成。 STB —12系列智能调节器能够接受外控自动开关量信号，实现上位机对调节器工作状态的转换和诊断。多个模拟量输出可驳接计算机模拟接口，实现上位机对工况的数字监视和管理。 STB —12系列智能调节器采用先进的仿人智能控制理论，具有自识别系统和专家PID 算法，自动整定PID 参数，实现工况的最优控制。 该系列仪表广泛适用于化工、石油、冶金、轻工、食品、电力、能源管理、机械制造等各个领域。 二、主要功能特点 1、 仪表操作简单，通用性强，一表多用。用户通过软件组态，可实现多 种信号类型输入和多种调节、控制输出，大大减少了备用仪表的数量和费用； 2、 输入采用数字自校准技术，消除了温漂和时漂引起的测量误差，从而 保证了仪表的测量精度和长期稳定性； 3、 仪表采用数字滤波技术，能够识别、抑制工况系统中测量信号伴随的 低频扰动及不规则干扰源，从而提高了抗干扰能力； 4、 测量值、给定值、阀位、控制量等多重数显和光柱指示； 5、 测量输入信号可进行开方及小信号切除（直接对流量进行控制）； 6、 调节输出上、下限限幅设定； 7、 PID 调节正反作用选择。给定值及PID 参数在线无扰动设置； 8、 手 9、 输入过量程及断阻、断偶、断线等故障的告诫提示； 10、伺服功能，取代常规的伺服放大器，直接控制电机正、反转； → ← 自动双向无扰动平滑切换，手、自动状态指示和状态输 出（可驳接上位机）；
PID调节器 、设计要求 比例系数、积分时间、微分时间可调，参数自定义。 P、Pl、PD、PID可分别设置。 二、设计方案 模拟式PID调节器的电路结构 比例、积分、微分电路经过不同的组合、变换可得到三种不同的结构形式。它们具体如下：结构一：一体式模拟PID调节电路结构。顾名思义，“一体”即将 比例积分微分三者合为一体，用单一结构实现PID调节功能，其结构限制了其 只能实现PID这一单一的调节功能，并且，在调节过程中，无法保证P、I、D 调节的独立进行。 结构二：串联式模拟PID调节电路结构。“串联”即将比例电路、比例积分电路、 比例微分电路输入与 输出依次串联起来，三者依次作用。其结构形式决定了其输出只能为P、PI、PID 运算后的结果。 三、具体电路设计及工作原理说明
该电路分别由三个模块构成，分别是比例电路，积分电路，微分电路。三个 模块可以分别单独输出或者两两结合，也可以三个模块同时进行输出。 1、比例运算 2、积分电路 当J4、J6断开，J3闭合。J1、J5向上接通，J2任意状态时，电路为积分电 路。 3、微分电路 4、比例积分电路 当J3、J6断开，J4接通，J1向下接通，J6向上接通时，电路为比例积分电 路。 5、比例微分电路 当J3、J6断开，J4接通，J1、J2、J5向上接通时，电路为比例微分电路 XFG1 R5 -VA — ：2.5kO'' J2 .......... 0— U2 J1 --■> 6 Ke^* Space 4 …* 1 1 寸 288RT 「惟応莎： :::R4 ?-LumJu R1 ~VA — :25KQ : C2 -II — --10uF ：：：：/：：: ------ _ ；R3 葩％ J4- —o ----- o- Key^A Key-A .：：：：：：： ： 32A8RT 10uF 当J3、J6断开，J4闭合。J1向上拨接通, J2向下拨接通时。电路为比例电 当J4、J3断开，J6接通, J5向上接通时，电路为微分电路 2 T i- IJ1 XSC1
版本号：5300-160112 NHR-5300系列人工智能温控器/调节仪使用说明书 一、产品介绍 NHR-5300系列人工智能温控器/调节仪采用真正的人工智能算式，仪表启动自整定功能，可以根据被控对象的特性，自动寻找最优参数以达到很好的控制效果，无需人工整定参数。控温精度基本达±0.1℃，无超调、欠调，达国际先进水平。可与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、力等物理量的测量显示，并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动阀进行PID调节和控制、报警控制、数据采集等功能。适用于工业炉，电炉，烘箱，试验设备，制鞋机械，注塑机械，包装机械，食品机械，印刷机械等行业。 仪表具有多种输入类型，一台仪表可以配接不同的输入信号，大大减少了备表的数量。仪表可选择单组PID控制或两组PID运算控制(如加热/冷却控制系统)。PID控制输出可选：电流、电压、SSR固态继电器、单/三相SCR过零触发、阀门正反转控制等多种方式。可附加位式报警控制、模拟变送输出、RS485/232通讯等功能。
备注：外形尺寸为D、E的仪表继电器输出时允许负载能力为AC220V/0.6A，DC24V/0.6A。 三、仪表的面板及显示功能 1）仪表外形尺寸及开孔尺寸 外形尺寸开孔尺寸外形尺寸开孔尺寸160*80mm（横式/光柱）152*76mm 96*48mm（横式）92*45mm 80*160mm（竖式/光柱）76*152mm 48*96mm（竖式）45*92mm 96*96mm（方式/光柱）92*92mm 72*72mm（方式）68*68mm 48*48mm（方式）45*45mm 2）显示窗 PV显示窗：显示测量值；在参数设定状态下, 显示参数符号 SV显示窗：手动状态下显示PID运算结果；自动状态下的显示内容可通过二级菜单中的DISP进行定义；参数设置状态下显示设定参数值 3）面板指示灯 A/M：手/自动切换指示灯 EV1：事件报警指示灯 AL1：第一报警指示灯 AL2：第二报警指示灯 OP1：输出指示灯（正转） OP2：输出指示灯（反转） OP3：输出指示灯 OP4：输出指示灯 确认键：数字和参数修改后的确认 翻页键：参数设置下翻键 退出设置键：长按2秒可返回测量画面 配合键可实现自动/手动控制输出的切换 位移键：按一次数据向左移动一位 返回键：长按2秒可返回上一个参数 减少键：用于减少数值 带打印功能时，显示时间 在点动输出时，可以实现阀位点动关小 增加键：用于增加数值 带打印功能时，用于手动打印 在点动输出时，可以实现阀位点动开大 5）标准配线 仪表在现场布线注意事项： PV输入（测量输入） 1、减小电气干扰，低压直流信号和传感器输入的连线应远离强电走线。如果做不到应采用屏蔽导线，