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Wang yang 信捷信捷信捷信捷PLCPLC培训培训培训培训第十课时第十课时第十课时第十课时1信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅第十章第十章 PIDPID认识PIDPID指令PID应用2信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅认识认识PID第一节第一节 认识认识PIDPID3信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅PID 是什么？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 结合在一起应用的综合控制等等第一节第一节 认识认识PIDPID4信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅        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第一节 认识认识PIDPID5信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅－－ c(t)u(t)r(t) +e(t)+++比例比例被控对象被控对象积分积分微分微分PID的控制规律如下：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））其中其中，，e(t)为偏差为偏差，，r ( t )为给定值为给定值，，c ( t )为实际输出值为实际输出值，，u(t)为控制量为控制量；；第一节第一节 认识认识PIDPID6信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅        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：整定整定第一节第一节 认识认识PIDPID7信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅PID指令指令8信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅 信信捷捷XC系系列列PLC V3.0及及以以上上版版本本的的在在本本体体部部分分加加入入了了PID控控制制指指令令，，并并提提供供了了自自整整定定功功能能用用户户可可以以通通过过自自整整定定得得到到最最佳佳的的采采样时间和样时间和PID参数值，从而提高控制精度参数值，从而提高控制精度 输输出出可可以以是是数数据据形形式式D，，也也可可以以是是开开关关量量形形式式Y，，在在编编程程时时可可以自由选择以自由选择第二节第二节 PIDPID指令指令9信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅操作数作用S1设定目标值（SV）的软元件地址编号S2测定值（PV）的软元件地址编号S3设定控制参数的软元件首地址编号D运算结果（MV）的存储地址编号或输出端口其中个操作数的含义如下表：其中个操作数的含义如下表：指令说明如图所示：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。

对于运算结果，数该指令在每次达到采样时间的间隔时执行对于运算结果，数据寄存器用于存放据寄存器用于存放PID输出值；输出点用于输出开关形式的占空比输出值；输出点用于输出开关形式的占空比第二节第二节 PIDPID指令指令10信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅地址功能说明备注S3采样时间32位无符号数单位msS3+1采样时间32位无符号数单位msS3+2模式设置bit0： 0：负动作；1：正动作bit1～bit6 不可使用bit7： 0：手动PID；1：自整定PIDbit8： 1：自整定成功标志bit9～bit10：自整定方法00：阶跃响应法01：临界振荡法bit11～bit12不可使用bit13～bit14自整定PID控制模式（使用临界振荡法时有效）00：PID控制01：PI控制10：P控制bit15：0：普通模式；1：高级模式 S3+3比例增益(Kp)范围：1～32767[%] S3+4积分时间(TI)0～32767[*100ms]0时作为无积分处理S3+5微分时间( TD)0～32767[*10ms]0时无微分处理S3+6PID运算范围0～32767PID调整带宽S3+7控制死区0～32767死区范围内PID输出值不变S3+8PID自整定周期变化值满量程AD值*（0.3~1%） S3+9PID自整定超调允许0：允许超调         1：不超调(尽量减少超调)（使用阶跃响应法时有效）S3+10自整定结束过渡阶段当前目标值每次调整的百分比%  S3+11自整定结束过渡阶段当前目标值停留的次数  S3+12~ S3+39PID运算的内部处理占用  以下为高级PID模式设置地址S3+40输入滤波常数(a)0～99[%]0时没有输入滤波S3+41微分增益( KD)0～100[%]0时无微分增益S3+42输出上限设定值-32767～32767 S3+43输出下限设定值-32767～32767 S3~ S3+ 43将被该指令将被该指令占用，不可占用，不可当作普通的当作普通的数据寄存器数据寄存器使用。

使用11信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅PID应用应用12信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅u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一定适合作自整定u在允许超调的条件下，自整定得出的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参数为系统最佳参数u在不允许超调的前提下，自整定得出的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，即参数视目标值而定，即不同的设定目标值可能得出不同的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参数，且这组参数可能并非系统的最佳参数，但可供参考系统的最佳参数，但可供参考u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，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，需根据调节效果进行适当修改但在实际调试中，需根据调节效果进行适当修改第三节第三节 PIDPID应用应用13信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅下面介绍几种常见控制系统的经验值供用户参考：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第三节第三节 PIDPID应用应用14信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅// 将将ID100中的内容送至中的内容送至D10// 自整定控制开始，或自整定结束后，将自整定控制开始，或自整定结束后，将PID模式设为自整定模式设为自整定// 开始开始PID，，D0为目标值，为目标值，D10 为测量值，为测量值，D4000开始为开始为PID参数区，将参数区，将PID控制结果通过控制结果通过Y0端口输出端口输出// PID控制结束，关闭自整定控制结束，关闭自整定PID模式模式// 自整定成功后，或自整定转为手动模式后，自整定成功后，或自整定转为手动模式后，关闭自整定控制位关闭自整定控制位PID控制程序如下所示：控制程序如下所示：第三节第三节 PIDPID应用应用15信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅习题与思考习题与思考16信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅例：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。

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：恒温箱温度系统构成图如图所示：习题与思考习题与思考17信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅 图图中中就就是是最最简简温温度度控控制制系系统统的的组组成成，，温温度度传传感感器器将将温温度度信信息息反反馈馈到到温温度度模模块块，，模模块块将将模模拟拟量量信信号号（（电电阻阻或或者者电电压压等等））转转换换成成对对应应的的温温度度信信息息并并把把该该信信息息交交给给PLC进进行行控控制制计计算算，，然然后后输输出出一一个个控控制制信信号号给给固固态态继继电电器器，，固固态态继继电电器器控控制制加加热热电电源源的的通通断断，，来来控控制制加加热热的的启启停停，，由由于于存存在在向向环环境境散散热热的的过过程程，，从从而而达达到到温温度度的的动动态态平平衡衡在在最最理理想想的的状状态态下下，，当当加加热热圈圈加加热热的热量和向环境散发的热量相等时，温度最稳定的热量和向环境散发的热量相等时，温度最稳定控制要求：控制要求：①① 将温度目标设置在将温度目标设置在50.0℃℃；；②② 按自学习键，系统开始学习温度控制参数（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）；、采样时间等）；③③ 在在自自学学习习完完成成以以后后，，按按下下加加热热键键启启动动加加热热；；通通过过触触摸摸屏屏观观察察温温度度的的变变化化，，要求温度最终能够稳定在目标值附近，波动不可过大；要求温度最终能够稳定在目标值附近，波动不可过大；④④ 在在保保温温过过程程中中出出现现扰扰动动，，比比如如冷冷风风，，要要求求温温度度变变化化小小并并且且能能够够快快速速恢恢复复正常；正常；习题与思考习题与思考18信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅关于软件型关于软件型PID控制原理如下：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程控制器内部PID控制运算，输出给变频器一个控制信号触摸屏与控制运算，输出给变频器一个控制信号触摸屏与PLC直接连直接连接，用于输入参数和实时显示参数接，用于输入参数和实时显示参数习题与思考习题与思考19信以致远捷行弘毅W y信以致远捷行弘毅①① 将将水压水压设置在设置在0.03MP；；②② 在在恒压恒压过程中出现扰动，比如过程中出现扰动，比如阀门突然开大或减小阀门突然开大或减小能够快速恢复正常；能够快速恢复正常；控制要求：控制要求：习题与思考习题与思考20Wang yang 21。