智能仪表之数字PID控制
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XMT3000系列数显温度调节仪XMT3000系列数显温度调节仪采用新的智能仪表设计方案,对原有的数显表进行了修正处理,使仪表无论在外观还是性能都有的更进一步的提升,仪表内置PID功能与位式控制功能,采用美观大方的轻触键设置,是工业控制中低价位仪表与高性能定位的理想选择。
一、产品选型二、操作说明设定主控温度正常情况下,按▲键或▼键进入主控制温度设定值状态,显示窗口个位出现小数点并闪烁,此时按▲向上调节温度设定值,按▼向下调节温度设定值(长时间按住▲或▼键可实现连续快加或快减),按◄移位,按SET键来完成确认修改,在不按任何键的状态下约100秒后自动退回到正常显示状态,仪表承认修改。
PID设定及自整定再次按SET,显示D , 此时按▲向上调节微分时间,按▼向下调节微分时间(长时间按住▲或▼键可实现连续快加或快减),按◄移位。
再次按SET,显示AT,约三秒显示ON或OFF,为ON时开启自整定,为OFF时关闭自整定,当自整定为开启状态时,仪表进入自整定状态,此时需连接好负载并始仪表符合工作环境或模拟近似工作环境,仪表将根据工作环境调出一组PID值,通过自整定,在大多数情况下,能调出一个比较理想的PID参数,如果没有达到满意的效果,可以通过手动设定PID参数以取得较好的控制效果,请参考相关资料.仪表进入自整定时,A T灯闪动,下排数码管将交替显示A T与设定值,在自整定过程中,由于仪表采用位式控制,此时控制温度可能超过设定温度,因此建议设定温度不要太高,以防由于温度过高而引起的负载损坏。
周期设定与传感器误差修正通过按SET 键,跳过A T 参数设定后显示T, 此参数用来设定输出周期,当输出方式为继电器时,周期设定为10-120秒,周期设定越大,继电器吸合与放开的周期越长,控制精度越低,反正周期越短,控制精度越高,但影响继电器的寿命。
作PID控制时,T 值一般为20,做位式控制时,时间可稍长一些。
当负载为固态继电器或可控硅时,一般设为2. 设定好T后再次按SC 时,可对传感器进行误差修正。
PID参数自整定的方法及实现近年来出现的各种智能型数字显示调节仪,一般都具有PID参数自整定功能。
仪表在初次使用时,可通过自整定确定系统的最佳P、I、D调节参数,实现理想的调节控制。
在自整定启动前,因为系统在不同设定值下整定的参数值不完全相同,应先将仪表的设定值设置在要控制的数值(如果水电站或是中间值)上。
在启动自整定后,仪表强制系统产生扰动,经过2~3个振荡周期后结束自整定状态。
仪表通过检测系统从超调恢复到稳态(测量值与设定值一致)的过度特性,分析振荡的周期、幅度及波形来计算仪表的最佳调节参数。
理想的调节效果是,设定值应与测量值保持一致,可从动态(设定值变化或扰动)合稳态(设定值固定)两个方面来评价系统调节品质,通过PID参数自整定,能够满足大多数的系统。
不同的系统由于惯性不同,自整定时间有所不同,从几分钟到几小时不等。
我单位有一台DYJ-36-2型油加热器。
该油加热器是由加热炉体、载体传输通道、膨胀系统及电控装置构成,与用热设备组成了一个循环加热系统。
热载体(导热油)在炉体内被电热管加热后,用热油泵通过管路传送到用热设备,放热后再次回到炉体内升温,实现连续循环过程。
控制油温的调节仪表时日本SHIMADEN(岛电)公司的SR73型PID自整定温控仪。
温度控制系统为闭环负反馈系统。
由热电偶检测的油温信号对应的mV信号,传送至调节仪的信号输入端,调节仪输出DC15V、20mV的高电平信号,传送至SSR固态继电器,驱动晶闸管过零触发开关电路,改变固定期内的输出占空比,从而控制电热器的输出功率。
在系统投入运行前,我们对调节仪进行PID参数的自整定工作。
首先把它的设定值(SV)调至工艺常用温度90℃。
仪表提供了一组PID参数:比例带P=0.1%~999.9%积分时间I=1~6000s微分时间D=0~3600s再进入功能彩旦,把P、I、D参数分别按经验值设定为:P=3.0;I=120;D=30;超调抑制系数SF=0.4。
江汉大学基于ARM的智能PID控制系统姓名:杨威学院:物理与信息工程专业:测控技术与仪器学号:200807202123基于ARM的智能PID控制系统摘要:比例-积分-微分(PID)是过程控制中最常用的一种控制算法。
算法简单而且容易理解,应用十分广泛。
但由于应用领域的不同,功能上差别很大,系统的控制要求及关心的控制对象也不相同。
数字PID控制比连续PID控制更为优越,因为计算机程序的灵活性,很容易克服连续PID控制中存在的问题,经修正而得到更完善的数字PID算法。
本文旨在提出一种智能数字PID控制系统的设计思路,并给出了初步的硬软件设计思路。
PID控制系统采用高性能、低功耗的ARM微处理器S3C4480作为核心处理单元,内部的10位ADC作为信号采集模块,采用了矩阵键盘和640*480的液晶作为人机接口。
采用芯片内部自带的PWM模块,输出16M Hz PWM信号并经过一阶低通滤波器得到4~20mA(0~5V)的控制信号用于触发主电路控制器,实现PID整定。
关键词:PID控制;ARM;课题背景与意义PID控制算法是最通用的控制策略,在工业过程控制中95%以上的控制回路具有PID结构,算法简单。
传统的PID整定方法是在获取对象数学模型的基础上,根据某一整定原则来确定PID参数,只要对象数学模型精确,且是非时变的,其整定的参数可以固定不变,控制效果一般能满足要求。
然而在实际的过程控制系统中,许多被控过程机理较复杂,具有严重非线性,时变不确定性、大延迟等特点,在噪声,负载扰动等因素的影响下,过程参数,甚至模型结构,均会发生变化,难以建立精确的数学模型。
因此,若采用常规PID参数整定方法,往往整定不良,性能欠佳,对运行工况的适应性较差,控制效果不理想。
因此,针对那些非线性,大时变,大延迟等被控对象,不仅要求PID参数的整定不依赖于对象数学模型,而且要求PID参数能在线调整,以满足控制要求。
所以设计一种智能的PID控制系统,以适应复杂工况和高性能的控制要求,具有十分重要的意义。