信捷PLC培训10-PID.ppt

1、信捷PLC培训第十课时,第十章 PID,认识PID,PID指令,PID应用,认识PID,第一节 认识PID,PID 是什么？ 要弄清楚怎样定量之前，我们先要理解一个最基本的概念：调节器。调节器是干什么的？ 调节器就是人的大脑，就是一个调节系统的核心。任何一个控制系统，只要具备了带有PID的大脑或者说是控制方法，那它就是自动调节系统。 如果没有带PID 的控制方法呢？那可不一定不是自动调节系统，因为后来又涌现各种控制思想。比如时下研究风头最劲的模糊控制，以前还有神经元控制等等；后来又产生了具有自组织能力的调节系统，说白了也就是自动整定参数的能力；还有把模糊控制，或者神经元控制与PID 结合在一起

2、应用的综合控制等等。,第一节 认识PID,基本的调节器具有两个输入量：被调量和设定值。被调量就是反映被调节对象的实际波动的量值。比如水位温度压力等等；,回到刚才的提问：什么是PID？ P 就是比例，就是输入偏差乘以一个系数； I 就是积分，就是对输入偏差进行积分运算； D 就是微分，对输入偏差进行微分运算。 故，PID其实就是一种算法。,第一节 认识PID,PID的控制规律如下：,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)为偏差，r ( t )为给定值，c ( t )为

3、实际输出值，u(t)为控制量；,第一节 认识PID,一个系统控制的好不好，关键就是看参数选择的好不好。判断一个人是不是业内人士的方法之一，就是看他说不说外行话。判断修改确认PID 参数的过程，咱们业内人士有个专用词语：整定。,第一节 认识PID,PID指令,信捷XC系列PLC V3.0及以上版本的在本体部分加入了PID控制指令，并提供了自整定功能。用户可以通过自整定得到最佳的采样时间和PID参数值，从而提高控制精度。 输出可以是数据形式D，也可以是开关量形式Y，在编程时可以自由选择。,第二节 PID指令,其中个操作数的含义如下表：,指令说明如图所示：,该指令在每次达到采样时间的间隔时执行。对于

4、运算结果，数据寄存器用于存放PID输出值；输出点用于输出开关形式的占空比。,第二节 PID指令,S3 S3+ 43将被该指令占用，不可当作普通的数据寄存器使用。,PID应用,在持续输出的情况下，作用能力随反馈值持续变化而逐渐变弱的系统，可以进行自整定，如温度或压力。对于流量或液位对象，则不一定适合作自整定。 在允许超调的条件下，自整定得出的PID参数为系统最佳参数。 在不允许超调的前提下，自整定得出的PID参数视目标值而定，即不同的设定目标值可能得出不同的PID参数，且这组参数可能并非系统的最佳参数，但可供参考。 用户如无法进行自整定，也可以依赖一定的工程经验值手工调整，但在实际调试中，需根据

5、调节效果进行适当修改。,第三节 PID应用,下面介绍几种常见控制系统的经验值供用户参考：,温度系统：P（%）2000 6000， I（分钟）3 10， D（分钟）0.5 3 流量系统：P（%）4000 10000，I（分钟）0.1 1 压力系统：P（%）3000 7000， I（分钟）0.4 3 液位系统：P（%）2000 8000， I（分钟）1 5,第三节 PID应用,/ 将ID100中的内容送至D10,/ 自整定控制开始，或自整定结束后，将PID模式设为自整定,/ 开始PID，D0为目标值，D10 为测量值，D4000开始为PID参数区，将PID控制结果通过Y0端口输出,/ PID控制结

6、束，关闭自整定PID模式,/ 自整定成功后，或自整定转为手动模式后，关闭自整定控制位,PID控制程序如下所示：,第三节 PID应用,习题与思考,例：通过加热圈加热，使恒温箱内的温度上升至目标温度并维持在目标温度。恒温箱温度系统构成图如图所示：,习题与思考,图中就是最简温度控制系统的组成，温度传感器将温度信息反馈到温度模块，模块将模拟量信号（电阻或者电压等）转换成对应的温度信息并把该信息交给PLC进行控制计算，然后输出一个控制信号给固态继电器，固态继电器控制加热电源的通断，来控制加热的启停，由于存在向环境散热的过程，从而达到温度的动态平衡。在最理想的状态下，当加热圈加热的热量和向环境散发的热量相

7、等时，温度最稳定。 控制要求： 将温度目标设置在50.0； 按自学习键，系统开始学习温度控制参数（P、I、D、采样时间等）； 在自学习完成以后，按下加热键启动加热；通过触摸屏观察温度的变化，要求温度最终能够稳定在目标值附近，波动不可过大； 在保温过程中出现扰动，比如冷风，要求温度变化小并且能够快速恢复正常；,习题与思考,关于软件型PID控制原理如下：,变频器的作用是为三相水泵的电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使水管的水压连续变化。压力计的任务是检测水管的水压。在PLC内部设定水压期望值，压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后，经可编程控制器内部PID控制运算，输出给变频器