管道仪表流程图描述:
今天的闭环自动控制技术是基于反馈的概念来减少不确定性。反馈理论的要素包括三个部分:测量、比较和实施。测量的关键是受控变量的实际值。与期望值相比,该偏差用于校正系统的响应并执行调节控制。在工程实践中,应用最广泛的调节器控制规律是比例、积分和微分控制,简称PID控制,也称PID调节。
注:P代表比例;I代表积分;d代表差异。
PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。输入e(t)和输出u(t)之间的关系为:
u(t)=KP[e(t)1/tie(t)dttd * de(t)/dt]积分的上下限分别为0和t。
因此,它的传递函数为:g(s)=u(s)/e(s)=KP[1 1/(ti * s)TD * s]
其中kp为比例系数;TI是积分时间常数;TD是微分时间常数。
说明解释说明:
用于PID控制的PID操作程序,当驱动条件建立时,每次到达采样时间的PID指令在其后面扫描时,都执行PID操作。
操作数描述:
S1。PID设置设定值或目标值(SV)。
S2。PID设置测量值或反馈值(PV)。
S3。PID设置控制参数的第一个地址和S3。PID运行参数连续占用25个地址。
D.PID控制输出值(MV)。
也就是说,当满足驱动条件时,在到达采样时间后的扫描周期内,将记录在D0中的数据(设定值SV)与记录在D1中的数据(反馈值PV)进行比较,并对差值进行PID控制操作,并将计算结果存储在D50(输出值MV)中,并且通过以D100(控制参数设置的第一地址)为首的25个连续寄存器来设置PID操作控制参数。
PID控制参数说明(S3。):
D102(S3 2):输入滤波常数(A),设置范围:0~99%。当设置为0时,没有输入滤波器。一般我们可以设置为50%,也就是MOV K50 D102。
D103(S3 3):比例增益(P),设置范围:0~32767%
D104(S3 4):积分时间(I),设置范围:0~32767(100ms)设置为0,不做积分处理。
D105(S3 5):差分增益(KD),设置范围:0~100%,设置为0时无差分增益。
D106(S3 6):差分时间(d),设置范围:0~32767(100ms)设置为0,无差分处理。
D107 (S3 7) ~ D119 (S3 19): PID运算被内部处理占用,无需设置。
D120(S3 20):输入变更增加报警设置,设置范围为0~32767,D101(S3 1)(ACT)的bit1=1等于1时有效。
D121(S3 21):进入减变报警设置,设置范围为0~32767,当D101(S3 1)(ACT)的bit1=1等于1时有效。
D122(S3 22):报警设置或上限设置因输出变化而增加,报警设置范围因输出变化而为0~32767。当D101(S3 1)的位2=1和位5=0时有效(ACT)。输出上限设置范围:-32768~32767,D101(S3 1)(ACT)的位2=0,位5=1时有效。
D123(S3 23):输出变差减小的报警设置或下限设置,输出变差减小的报警设置范围:0~32767,在D101(S3 1)(ACT)的位2=1,位5=0时有效。输出下限设置范围:-32768~32767,在D101(S3 1)(ACT)的位2=0和位5=1时有效。
D124(S3 24):报警输出,当D101(S3 1)(ACT)的位1=1或位2=1时有效。0位0输入变化增加溢出;1位1输入变化减少溢出;2位2输出变化增加溢出;3位3输出变化减少溢出
采样时间(Ts)
是指PID指令相邻两次计算的时间间隔,一般不小于PLC的一个扫描周期,采样时间确定后,实际运行中仍会有误差,最大误差为-(1
个扫描周期+1ms)~+(1个扫描周期)。
动作方向(ACT)
动作方向是指当反馈测定值增加时,输出值是增大还是减小,当输出值随反馈值增加而增加时为正动作,当输出值随反馈值的增加而减少时,则为逆动作。
输入滤波常数(a)
当反馈值输入到PLC后,先进行数字滤波处理,再进行PID运算,有更好的使测定值变化平滑的控制效果
比例控制(P)
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。
积分控制(I)
在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分控制(D)
在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
输出限定
当PID控制输出值超过了设定的输出上下限值时,则按照设定的输出上下限值输出。