自动控制系统PID调节及控制知识
- 格式:doc
- 大小:100.00 KB
- 文档页数:9
自动化控制系统中的PID控制器调参技巧自动化控制系统中的PID控制器是一种常用的控制器,它通过对输入信号的比例、积分和微分进行调节来实现对系统的稳定控制。
PID控制器的参数调节是优化控制系统性能的关键环节,合理的参数设置可以提高系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力。
本文将介绍几种常用的PID控制器调参技巧,帮助读者在实际应用中提升自动化控制系统的性能。
1. 手工试-错法调参法手工试-错法是一种经验调参方法,通过不断调整PID控制器的参数,并观察系统的响应来找到合适的参数。
首先,将比例参数Kp设为一个较小的值,然后逐渐增大,观察系统的响应是否变快或变慢。
接着,通过逐渐增大或减小积分参数Ki和微分参数Kd,观察系统的稳定性和抗干扰能力是否得到改善。
这种方法简单易行,但需要反复试错,对系统运行的理解程度要求较高。
2. Ziegler-Nichols方法Ziegler-Nichols方法是一种基于频率响应的PID控制器参数整定方法。
它通过对系统的开环频率响应进行测试,确定相应的PID参数。
此方法首先将积分和微分参数设为0,然后逐渐递增比例参数Kp,直到系统的输出开始出现稳定且连续的振荡。
测量振荡周期Tp,然后利用经验公式计算出比例参数Kp和积分时间Ti以及微分时间Td的值。
这种方法适用于一些常见的过程控制系统,但需要系统能够进行外部输入和输出。
3. 先进自整定方法先进自整定方法是一种基于系统响应的自适应控制技术,它通过模型辨识和参数整定算法来实现PID控制器的自动调参。
这种方法根据系统的动态特性和控制要求,利用数学模型和信号处理算法来进行辨识和参数整定。
通过对输入信号和输出信号之间的关系进行分析,得到相应的PID参数。
先进自整定方法的优势在于可以在线实施,实时调整PID参数,适应系统的变化。
4. 虚拟/仿真调参方法虚拟/仿真调参方法是一种通过在计算机上进行仿真实验来调整PID控制器参数的方法。
在进行实际工艺控制前,可以使用虚拟/仿真模型建立系统的数学模型,并在计算机上进行参数设定和控制系统的仿真模拟。
PID调节参数及方法PID控制是一种常用的自动控制方法,它可以根据系统的实时反馈信息,即误差信号,来调整控制器的输出信号,从而实现系统的稳定性和性能优化。
PID调节参数是PID控制器中的比例系数、积分系数和微分系数。
调节这些参数可以达到所需的动态性能和稳态精度。
下面将介绍PID调节参数及常用的调节方法。
1.比例系数(Kp):比例系数用来调节控制器输出信号与误差信号的线性关系。
增大比例系数可以加快系统的响应速度,但可能会引起系统的超调和不稳定。
减小比例系数可以提高稳定性,但可能会导致系统的响应速度变慢。
调节比例系数的方法一般有经验法和试探法。
经验法:根据经验将比例系数初值设为1,然后逐渐增大或减小,观察系统的响应情况。
当增大比例系数时,如果系统的超调量明显增加,则应适当减小比例系数;相反,如果系统的超调量过小,则应适当增大比例系数。
反复调节,直到得到满意的响应。
试探法:根据系统的特性进行试探调节。
根据系统的频率响应曲线或步跃响应曲线,选择适当的比例系数初值,然后逐渐增大或减小,观察系统的响应。
如果系统的过冲量大,则应适当减小比例系数;如果系统的响应速度慢,则应适当增大比例系数。
反复试探调节,直到得到满意的响应。
2.积分系数(Ki):积分系数用来补偿系统的静差,增加系统的稳态精度。
增大积分系数可以减小系统的稳态误差,但可能会引起系统的震荡和不稳定。
减小积分系数可以提高稳定性,但可能会导致系统的静差增大。
调节积分系数的方法一般有试探法和校正法。
试探法:将积分系数初值设为0,然后逐渐增大,观察系统的响应。
如果系统的震荡明显增强,则应适当减小积分系数;相反,如果系统的响应速度慢,则应适当增大积分系数。
反复试探调节,直到得到满意的响应。
校正法:根据系统的静态特性进行校正调节。
首先将比例系数设为一个适当的值,然后减小积分系数,直到系统的静差满足要求。
这种方法通常用于对稳态精度要求较高的系统。
3.微分系数(Kd):微分系数用来补偿系统的过冲和速度变化,增加系统的相对稳定性。
z-n整定法调节pid参数自动控制原理-回复1. 概述自动控制原理自动控制原理是指利用传感器感知系统的状态,并通过执行器调节系统的输出,使系统能够自动实现预期的目标或保持所需的状态。
其中,PID控制器是自动控制系统中最常见的控制器之一,它通过调节比例、积分和微分三个参数来实现对系统的控制。
2. 比例(P)控制器比例控制器是PID控制器中的第一个参数,它根据控制误差的大小,将控制信号与误差的乘积作为输出。
比例控制器的输出正比于误差,但不具备存储上次误差的能力,因此无法完全消除稳态误差。
3. 积分(I)控制器积分控制器是PID控制器中的第二个参数,它在比例控制器的基础上新增了积分项。
积分控制器根据控制误差的累积值来进行调节,能够消除稳态误差。
然而,积分控制器可能引入超调或者导致系统变慢的问题。
4. 微分(D)控制器微分控制器是PID控制器中的第三个参数,它通过测量误差的变化率来进行调节,以改善系统的响应速度。
微分控制器对快速变化的误差进行反应,能够提前控制系统,避免超调现象出现。
然而,过大的微分参数可能导致系统反应不稳定。
5. PID控制器的整定方法为了得到合适的PID参数,需要进行整定过程。
常见的整定方法有经验法、试验法和数学分析法等。
5.1 经验法经验法是通过经验和实践得出的简化方法,适用于部分系统的整定。
比如,对于时间常数较大、响应速度要求不高的系统,可以将PID参数设定为P=0.1、I=0.2和D=0。
5.2 试验法试验法是通过实际试验来确定PID参数。
首先,将系统暂时设为纯比例控制,通过调节P参数,观察系统的响应情况,使其尽可能靠近稳态。
然后,逐步增加I参数,观察系统的稳态偏差是否得到减小。
最后,增加D参数,以改善系统的响应速度。
5.3 数学分析法数学分析法是通过数学模型和控制理论来确定PID参数。
根据系统的数学模型,可以通过控制理论设计出最优的PID参数。
这种方法需要对系统有深入的了解和掌握控制理论知识,对于复杂的系统较为合适。
自动化控制系统中的PID调节技术自动化控制系统中的PID调节技术是一种常用的控制方法。
PID是比例-积分-微分的缩写,是一种经典的控制算法。
PID控制器可以根据被控制对象的输入信号和输出信号的差异,自动调节控制器的输出信号,使被控制对象按照期望的方式运行。
一、PID控制器的原理及组成PID控制器由三个部分组成:比例控制器(P),积分控制器(I)和微分控制器(D)。
这三个组成部分的输出信号分别与被控制对象的输入信号相加,形成PID控制器的输出信号。
比例控制器:比例控制器的输出信号与被控制对象的输入信号成比例。
比例控制器的作用是根据被控制对象当前的状态,产生一个与其偏差成比例的输出信号。
比例控制器的参数称为比例增益。
积分控制器:积分控制器的输出信号与被控制对象的输入信号积分。
积分控制器的作用是根据被控制对象的历史状态,产生一个与历史偏差的累积值成比例的输出信号。
积分控制器的参数称为积分时间。
微分控制器:微分控制器的输出信号与被控制对象的输入信号微分。
微分控制器的作用是根据被控制对象的变化速率,产生一个与变化率成比例的输出信号。
微分控制器的参数称为微分时间。
二、PID调节技术的应用场景PID调节技术广泛应用于各个领域的自动化控制系统中。
下面以工业控制系统为例,介绍PID调节技术的应用场景。
1. 温度控制:在加热加工过程中,温度的自动控制是十分重要的。
PID控制器可以根据温度传感器的反馈信号,自动调节加热设备的输出,使得温度始终稳定在设定值附近。
这在生产过程中可以提高产品质量和效率。
2. 速度控制:在机械传动系统中,控制转速的平稳性对于保证设备正常运行十分重要。
PID控制器可以根据速度传感器的反馈信号,自动调节电机的输出,使设备运行的速度能够适应不同的工况需求。
3. 液位控制:在储液设备或者管道系统中,液位的自动控制对于避免溢流或者干涸具有重要意义。
PID控制器可以根据液位传感器的反馈信号,自动调节液位控制阀的开度,使液位维持在设定范围内。
工业自动化过程控制中PID控制算法的参数调节在工业自动化领域,PID(Proportional, Integral, Derivative)控制算法被广泛应用于过程控制中。
PID控制算法通过调整参数来实现对控制系统的精确控制,提高过程的稳定性和效率。
本文将介绍PID控制算法的基本原理,并探讨在工业自动化过程控制中如何进行PID控制算法的参数调节。
首先,让我们了解PID控制算法的基本原理。
PID控制算法包含三个控制项:比例控制(P项)、积分控制(I项)和微分控制(D项)。
比例控制项根据误差的大小来调整输出信号,使其与设定值尽可能接近。
积分控制项用于消除稳态误差,并提高系统的稳定性。
微分控制项通过预测误差的变化趋势来调整输出信号,以减小系统的超调和震荡。
在工业自动化过程控制中,PID控制算法的参数调节是非常重要的。
合适的参数设置可以提高系统的控制性能和稳定性。
常用的PID参数调节方法有经验调节法、试控法、模拟法和自整定法等。
下面分别介绍这些方法的原理和应用。
经验调节法是一种简单直观的PID参数调节方法。
通过经验公式或规则来设置PID参数,以达到满足控制要求的效果。
这种方法适用于那些参数较为固定的过程。
试控法则是通过调整PID参数并观察系统响应来判断参数的合理性。
通过不断尝试不同的参数值,逐渐调整到最佳参数,达到控制效果优化的目的。
模拟法是一种依靠数学模型模拟和仿真的方法。
通过建立系统的数学模型,并使用模拟软件进行仿真实验,来选择最佳的PID参数。
这种方法可以减少实际试验次数,为参数调节提供便利和准确性。
自整定法是一种基于系统自身的特性进行参数调节的方法。
通过系统的频率响应和步跳响应等特性来分析系统的动态特性,从而确定PID参数的最佳值。
除了上述方法,还有一种叫做自适应PID控制的参数调节方法。
自适应PID控制算法通过不断监测系统的性能和环境变化,自动调整PID参数以适应不同的工况和控制要求。
这种方法能够在系统动态变化较大的情况下保持良好的控制效果。
pid基础知识PID全称为Proportional Integral Derivative,是一种经典的控制技术,也是自动控制系统中最基本最常用的控制方式之一。
PID控制器的基础知识如下。
1. 比例环节(P)比例环节是PID控制器中最基本的环节,它根据误差信号的大小来控制输出信号。
比例环节的输出信号与误差信号成正比,即输出信号=Kp*误差信号,其中Kp为比例增益系数。
比例环节的作用是使输出信号与误差信号之间的差距变小,但如果只靠比例环节控制,会导致系统存在超调现象。
2. 积分环节(I)积分环节的作用是消除比例环节的超调现象,它根据误差信号的大小和时间的长短来控制输出信号。
积分环节的输出信号与误差信号的积分成正比,即输出信号=Ki*∫(0~t)误差信号dt,其中Ki为积分增益系数。
积分环节能消除系统的稳态误差,但如果积分增益过大,会导致系统存在振荡现象。
3. 微分环节(D)微分环节的作用是改善系统的动态响应,它根据误差信号的变化率来控制输出信号。
微分环节的输出信号与误差信号的变化率成正比,即输出信号=Kd*d(误差信号)/dt,其中Kd为微分增益系数。
微分环节能提高系统的响应速度,减小超调和振荡现象,但如果微分增益过大,会导致系统存在噪声放大现象。
4. PID控制器PID控制器是由比例环节、积分环节和微分环节构成的一种控制系统。
PID控制器的输出信号是由三个环节输出的信号之和,即输出信号=Kp*误差信号+Ki*∫(0~t)误差信号dt+Kd*d(误差信号)/dt。
PID控制器能兼顾系统的稳态误差、超调和振荡问题,具有广泛的应用价值。
总之,PID控制器是自动控制系统中最基本、最常用的控制方式之一,它能通过比例环节、积分环节和微分环节的协同作用,兼顾系统的稳态误差、超调和振荡问题。
在实际应用中,需要根据系统的特点和要求,合理设置PID参数,以达到最优控制效果。
PID调节概念及基本原理PID调节是一种常用的自动控制算法,它可以对系统进行精确的控制,使系统输出能够准确地达到期望值。
PID是Proportional-Integral-Derivative的缩写,分别代表了比例、积分和微分三个部分。
PID调节的基本原理是根据系统的误差信号来调整控制器的输出信号,以达到使系统输出与期望值接近的目的。
具体来说,PID控制器通过比较系统输出与期望值之间的差别,计算出一个调节量,然后将这个调节量与系统输出进行相加,并作为系统的控制信号输出。
其中,比例部分的作用是根据误差信号的大小来调整输出信号的大小。
比例控制器的输出量与误差信号成正比,误差越大,输出量也就越大。
积分部分的作用是根据误差信号的时间积累来调整输出信号的大小。
积分控制器的输出量与误差信号的积分值成正比,即输出量与误差信号的累计值成正比。
积分控制器可以消除系统的静差,即系统输出不再偏离期望值。
微分部分的作用是根据误差信号的变化率来调整输出信号的大小。
微分控制器的输出量与误差信号的导数成正比,即输出量与误差信号的变化率成正比。
微分控制器可以预测系统输出的变化趋势,使得控制器能够更快地对系统进行调节。
PID调节将这三个部分的输出信号相加得到最终的控制信号,从而实现对系统的精确调节。
具体的调节过程如下:首先,根据系统输出与期望值的差别计算出误差信号;然后,分别对误差信号进行比例、积分和微分的调节,得到三个部分的输出量;最后,将三个部分的输出量相加得到最终的控制信号,输出给系统进行控制。
在PID调节中,三个部分的参数是需要根据具体系统的特性和要求进行调整的。
比例参数Kp决定了比例控制的强度,过大或过小都会导致系统的不稳定。
积分参数Ki用于调节系统的静差,过大或过小都会导致系统的振荡。
微分参数Kd用于调节系统的动态性能,过大或过小都会导致系统的超调或响应时间过长。
总结起来,PID调节是一种基于误差信号的自动控制算法,通过比例、积分和微分三个部分的调节,使系统的输出与期望值接近。
PID调节参数及方法PID(比例-积分-微分)调节是一种常用的自动控制器设计方法,广泛应用于各种控制系统中。
其基本原理是根据控制对象的反馈信号来计算出输出信号,从而使控制对象的输出尽可能接近设定值。
PID控制器的参数包括比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td。
下面将分别介绍这些参数的调节方法以及应用案例。
1.比例系数Kp的调节方法:比例系数Kp用于调节控制器对误差的响应速度。
Kp越大,控制器对误差的响应越快,但也容易导致系统的超调和震荡。
调节Kp时可以采用试控制法,逐渐增大Kp并观察系统的响应情况,直到系统出现超调或不稳定为止,然后适当减小Kp的值。
2.积分时间Ti的调节方法:积分时间Ti用于调节控制器对系统稳态误差的补偿能力。
增大Ti可以减小系统的稳态误差,但也容易导致系统的超调和震荡。
调节Ti时可以采用试控制法,逐渐增大Ti并观察系统的响应情况,直到系统出现超调或不稳定为止,然后适当减小Ti的值。
3.微分时间Td的调节方法:微分时间Td用于调节控制器对系统的动态响应速度。
增大Td可以提高系统的快速响应能力,但也容易导致系统的超调和震荡。
调节Td时可以采用试控制法,逐渐增大Td并观察系统的响应情况,直到系统出现超调或不稳定为止,然后适当减小Td的值。
同时,还有一些常用的PID调节方法:- Ziegler-Nichols 法:通过实验步骤进行参数调节,包括确定比例放大倍数Ku、临界周期Tu和临界增益Kc,然后根据不同的控制对象类型选择合适的参数调整方法。
- Chien-Hrones-Reswick(CHR)法:通过建立传递函数模型,根据系统的特性分析参数调节方法,适用于非线性和时变系统。
-直接数值调整法:根据经验公式直接对参数进行调整,例如根据系统的响应时间、超调量等指标进行调整。
下面是一个PID调节的应用案例:假设有一个温度控制系统,通过调节加热器的功率来控制目标温度。
系统的传递函数为:G(s)=K/(Ts+1)根据实验数据,目标温度为100°C,实际温度为87°C,采样时间为0.1秒。
PID控制器的原理与参数调节PID控制器(Proportional-Integral-Derivative Controller)是一种常用的自动控制算法。
本文将介绍PID控制器的原理,并探讨其参数调节方法。
一、PID控制器原理PID控制器是基于反馈原理的控制算法,通过不断测量目标系统的状态,并根据实际误差来调节输出控制信号,以使系统的输出尽可能接近期望值。
PID控制器由三个参数组成:比例增益Kp、积分时间Ti和微分时间Td。
它们分别对应于控制器的三部分:比例部分、积分部分和微分部分。
1. 比例部分(Proportional)比例控制部分根据系统当前的误差进行调节。
比例增益Kp越大,系统的响应速度越快,但过大的增益可能导致系统产生超调或振荡的现象。
2. 积分部分(Integral)积分控制部分根据系统历史误差的累积值进行调节。
积分时间常数Ti越大,系统越稳定,但过大的积分时间可能导致系统对误差的响应过慢。
3. 微分部分(Derivative)微分控制部分根据当前误差的变化率进行调节。
微分时间常数Td 越大,系统对误差的变化越敏感,但过大的微分时间可能导致系统产生过冲。
综上所述,PID控制器的输出可以表示为:C(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中,C(t)为控制器的输出,e(t)为系统当前误差,Kp、Ki、Kd为控制器的参数。
二、PID控制器的参数调节PID控制器的参数调节是为了优化系统的控制性能,通常可以通过试验、实验和理论分析等方法得出最佳参数。
常用的参数调节方法包括以下几种:1. 手动调节法手动调节法是最直观和简单的方法。
通过观察系统的响应曲线,逐步调节比例增益Kp、积分时间Ti和微分时间Td,使系统的超调量、响应速度和稳定性达到最佳状态。
但这种方法需要经验和耐心,并且耗费时间。
2. Ziegler-Nichols方法Ziegler-Nichols方法是一种经验性的整定方法,通过系统的开环响应曲线来确定参数。
自动控制系统中的PID参数调整技巧与经验总结自动控制系统的PID(比例-积分-微分)控制器是一种广泛应用的控制算法,其用于控制和调节各种工业过程和设备。
PID控制器的性能取决于其参数的选择合理与否。
因此,PID参数的调整是实现稳定和高效控制的关键。
在进行PID参数调整之前,我们首先需要了解PID控制器的工作原理和参数含义。
比例参数(P)根据偏差值与设定值之间的线性关系来调整输出;积分参数(I)消除偏差的累积误差;微分参数(D)根据偏差的变化率调整输出。
合理的PID参数能够使得系统的响应速度和稳定性达到最佳状态。
在进行PID参数调整时,我们可以采用以下几种经验总结和调整技巧:1. 根据系统特性选择合适的控制方式:在PID控制器中,根据系统的特性和要求,可以选择不同的控制方式,如位置式PID控制、增量式PID控制等。
根据具体需求选择合适的控制方式能够提高控制性能。
2. 初始参数设置:初始参数的设置是PID参数调整的重要一步。
可以根据经验设置初始参数值,例如,P参数设置为比较小的值,I参数设置为0,D参数设置为0,然后逐步进行调整。
3. 建立适当的数学模型:在进行PID参数调整前,我们需要建立适当的数学模型来描述被控对象的动态特性。
这有助于我们了解系统的传递函数、阶数和稳定性等特征,从而为参数调整提供参考。
4. 手动调整PID参数:通过观察响应曲线,我们可以手动调整PID参数。
首先,增大P参数的值,观察系统的反应速度和稳定性。
然后,增加I参数的值,观察系统的静态精度和偏差消除能力。
最后,增加D参数的值,观察系统的阻尼特性和抗干扰能力。
在调整过程中,根据系统的性能指标,逐步优化PID参数。
5. 使用自动调节方法:除了手动调整PID参数外,我们还可以使用自动调节方法,如Ziegler-Nichols方法和Chien-Hrones-Reswick方法等。
这些方法通过对系统的开环响应曲线进行分析,自动计算出合适的PID参数。
变频器PID调节口诀PID的参数设置可以参照一下来进行:参数整定找最佳,从小到大顺序查先是比例后积分,最后再把微分加曲线振荡很频繁,比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳曲线偏离回复慢,积分时间往下降曲线波动周期长,积分时间再加长曲线振荡频率快,先把微分降下来动差大来波动慢。
微分时间应加长理想曲线两个波,前高后低4比1一看二调多分析,调节质量不会低自动控制系统PID调节及控制知识(什么是PID控制)1. 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.确定积分时间常数Td积分时间常数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 regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用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。
PID三个参数的作PID参数的整定就是合理的选择PID三参数。
从系统的稳定性、响应速度,超调量和稳态精度等各方面考虑问题,三参数的作用如下1、比例参数KP的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。
随着KP 的增大系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但是系统易产生超调,系统的稳定性变差,甚至会导致系统不稳定。
KP取值过小,调节精度降低,响应速度变慢,调节时间加长,使系统的动静态性能变坏。
2、积分作用参数Ti的一个最主要作用是消除系统的稳态误差。
Ti越大系统的稳态误差消除的越快,但Ti也不能过大,否则在响应过程的初期会产生积分饱和现象。
若Ti过小,系统的稳态误差将难以消除,影响系统的调节精度。
另外在控制系统的前向通道中只要有积分环节总能做到稳态无静差。
从相位的角度来看一个积分环节就有90° 的相位延迟,也许会破坏系统的稳定性。
3、微分作用参数Td的作用是改善系统的动态性能,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。
但Ti不能过大,否则会使响应过程提前制动,延长调节时间,并且会降低系统的抗干扰性能。
总之PID参数的整定必须考虑在不同时刻三个参数的作用以及相互之间的互联关系。
专题|PLC编程技术---- 工厂自动化系统系列专题之PLC编程技术[导读]:PLC是工厂里目前使用最多的自动化控制设备,也是网友关注最多的自动化产品之一。
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。
目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。
如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。
下面就使用了西门子和三菱两种不同的编程语言来讨论怎样进行PLC编程。
PLC编程基本指令系统简介PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。
目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。
如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。
但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点:1.图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。
系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。
在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。
如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑元件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。
较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑元件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎2.明确的变量常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。
PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。
3.简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概。
4.简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
5.强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
总之,PLC的编程语言是面向用户的,对使用者不要求具备高深的知识、不需要长时间的专门训练。
[更多内容及讨论]相关文章:可编程控制器控制系统设计方法、专题|可编程控制器(PLC)、专题|国产PLC的出路在那里PLC中的四则及逻辑运算四则及逻辑运算指令是基本运算指令。
可完成四则运算或逻辑运算,可通过运算实现数据的传送、变位及其他控制功能。
可编程控制器中两种四则运算,即整数四则运算和实数四则运算。
前者指令较简单,参加运算的数据只能是整数。
非整数参加运算需先取整,除法运算的结果分为商和余数。
整数四则运算进行较高准确度要求的计算时,需将小数点前后的数值分别计算再将数据组合起来,除法运算时要对余数再做多次运算才能形成最后的商。
这就使程序的设计非常繁琐。
而实数运算是浮点运算,是一种高准确度的运算。
FX2 系列可编程控制器仅有整数运算指令。
FX2n 系列可编程控制器具有实数运算指令。
ADD加法指令是将指定的源元件中的二进制数相加,结果送到指定的目标元件中去。
SUB减法指令是将指定的源元件中的二进制数相减,结果送到指定的目标元件中去。
MUL乘法指令是将指定的源元件中的二进制数相乘,结果送到指定的目标元件中去。
DIV除法指令是将指定的源元件中的二进制数相除,[S1]为被除数,[S2]为除数,商送到指定的目标元件[D]中去,余数送到[D]的下一个目标元件。
用功能指令实现以下算式的运算: 38X/255+2 的梯形图如图所示。
PLC编程实例全自动洗衣机PLC控制控制要求:(1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水直到高(中、低)水位,关水(2)2秒后开始洗涤(3)洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒(4)如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒(5)开始清洗,重复(1)~(4),清洗两遍(6)清洗完成,报警3秒并自动停机(7)若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)输入点:输出点:启动 10001 低水位检测10009 启动洗衣机 00001停止 10002 手动排水 10010进水阀 00002高水位 10003 手动脱水10011 正转及脱水 00003中水位 10004 反转 00004低水位 10005 排水 00005排空检测 10006 报警 00006高水位检测 10007中水位检测 10008[相关讨论与参考程序]PLC编程实例PLC控制4层电梯的自动运行实例_具体分析控制要求:(1)开始时,电梯处于任意一层。
(2)当有外呼电梯信号到来是,轿厢响应该呼梯信号,达到该楼层时,轿厢停止运行,(轿厢门打开,延时3秒后自动关门)(3)当有内呼电梯信号到来是,轿厢响应该呼梯信号,达到该楼层时,轿厢停止运行,(轿厢门打开,延时3秒后自动关门)(4)在电梯轿厢运行过程中,即轿厢上升(或下降)途中,任何反方向下降(或上升)的外呼信号均不响应,但如果反方向外呼梯信号前方再无其他内、外呼梯信号时,则电梯响应该外呼梯信号。