PID控制器是工业现场应用最为广泛的自动化仪表之一。它具有结构简单、工作可靠和输出响应迅速等优点,在过程控制系统中得到了广泛的应用。但是目前大多数的PLC系统都缺乏对PID算法的有效支持,因此需要开发专门的硬件或软件来实现 PID 控制的自动调节器的功能。

一. pid原理

1、比例-积分型(PI)控制规律

(1)输入信号为0时:

当X1=1时,Y1=1,则Z2=0;

(2)输入电压增大到某一值后:

如果x=y+z2,那么Z2=1;

否则Z3=(1- z2)/(1+ y1);

(3)当X>0, Y< 1 时 : Z4=0.

(4)当 X 1)时 ; Z5=0.5

(5)当X == 0 , Y == 3 或XY=0时:Z6=2*0.5,Z7=3*(1-2),其中Z8=-1.5

(6)若X==OFF时,Z9=4*0.25,Z10=5*3-0.25,Z11=6*2-0.5;

2、微分—差分(DIFS )控制规则

(1) 输入信号的幅度与频率成反比关系:difs=1/2fn-1

(2) dif s=1/F n - f / F

(3) DIF S =1/(2πfN)*2/(1+1/4)

(4) 当Fn较大时:d ifs较小,反之亦然

(5) 如果将D IFS用于闭环系统的设计,其效果优于传统PID的控制方法,而且可以避免由于参数整定不当而引起的误差积累及由此造成的振荡现象。

二.实现步骤

1、确定PID回路数

根据实际的需要选择合适的P ID 回路数目

一般来说,一个生产车间应配置120个PID回路,具体数量应根据工艺要求而定,一般以每台设备配备23套为宜。另外,还要注意每个回路的电流大小,如需用大流量介质的话,可适当增加一些回路数。

2、设置采样周期时间

为了保证采集到的数据准确无误,必须合理地设定采样的间隔时间和采样次数。通常采用以下两种方式进行设定:

a.连续定时采样法——每隔一定的时间就重复一次测量

b .循环计时采样法——每隔一定的秒针计数器便会自动开始计次,并依次完成每次测量的操作。(注:该种方式的缺点在于无法精确计算各次的平均值。)

3、建立数学模型

首先按照所选择的P id 控制模式来定义相应的状态方程组以及传递函数等数学模型的形式,然后通过编程的方法将其转化为具体的程序语句的形式,最后再经过调试运行即可得到所需要的PID反馈曲线了。当然也可以利用计算机仿真技术来进行模拟测试,从而得出更加准确的数值结果。

4、编写