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在DCS控制中,PID参数如何调整,之间相互影响关系如何?

251 2024-04-14 22:17 admin

一、在DCS控制中,PID参数如何调整,之间相互影响关系如何?

P:比例作用,说通俗点,相当于比例系数,可以理解成设定值与实际值之差,与这个系数相乘,而系数的正负就是正反作用,当然实际公式没有这么简单,只是可以这么理解。

I:积分作用,一般是积分时间,它可以理解成比例作用运算的周期,也就是多长时间运算一次,积分时间越小,比例作用运算次数越多,那么积分作用就越强。

D:微分作用,一般是微分时间,主要是为了抑制控制滞后,也可以理解成超前控制。主要是温度上用的居多。

二、PID参数设定

在实际应用中,我们尽量避免使用高深复杂的数学公式,希望能使经验法更多的发挥能力,这样既可以节省很多时间,也可以通过经验的传授使更多的工程师或工人可以掌握一种简单有效的方法来进行PID控制器的调节。

传统的PID经验调节大体分为以下几步:

1. 关闭控制器的I和D元件,加大P元件,使产生振荡。

2. 减小P,使系统找到临界振荡点。

3. 加大I,使系统达到设定值。

4. 重新上电,观察超调、振荡和稳定时间是否符合系统要求。

5. 针对超调和振荡的情况适当增加微分项。

以上5个步骤可能是大家在调节PID控制器时的普遍步骤,但是在寻找合时的I和D参数时,并非易事。如果能够根据经典的Ziegler-Nichols(ZN法)公式来初步确定I和D元件的参数,会对我们的调试起到很大帮助。

John Ziegler和Nathaniel Nichols发明了著名的回路整定技术使得PID算法在所有应用在工业领域内的反馈控制策略中是最常用的。Ziegler-Nichols整定技术是1942年第一次发表出来,直到现在还被广泛地应用着。

所谓的对PID回路的“整定”就是指调整控制器对实际值与设定值之间的误差产生的反作用的积极程度。如果正巧控制过程是相对缓慢的话,那么PID算法可以设置成只要有一个随机的干扰改变了过程变量或者一个操作改变了设定值时,就能采取快速和显著的动作。

相反地,如果控制过程对执行器是特别地灵敏而控制器是用来操作过程变量的话,那么PID算法必须在比较长的一段时间内应用更为保守的校正力。回路整定的本质就是确定对控制器作用产生的过程反作用的积极程度和PID算法对消除误差可以提供多大的帮助。

经过多年的发展,Ziegler-Nichols方法已经发展成为一种在参数设定中,处于经验和计算法之间的中间方法。这种方法可以为控制器确定非常精确的参数,在此之后也可进行微调。

Ziegler-Nichols方法分为两步:

1. 构建闭环控制回路,确定稳定极限。

2. 根据公式计算控制器参数。

稳定极限是由P元件决定的。当出现稳态振荡时就达到了这个极限。产生了临界系数Kpcrit和临界振荡周期Tcrit

三、plc中二位调节和PID调节分别是什么

二位调节 就是上下限控制 比如下限50度开始加热到上限60度停止加热 如此循环

PID调节 是比较精确的控制 比如要保持温度55度 那么PID调节就能很好的保持这个温度

四、西门子PLC中什么叫PID指令啊?

PID指比例积分微分,Proportion比例,Integration积分,Differentiation微分 西门子PLC编程软件中有PID向导,程序中的PID程序块可利用s7-Micro/win程序中的“工具”→“指令向导”生成。根据向导的提示可以对死区、报警、手动等功能进行选择,可以对设定范围、P、I、D等参数进行设定(完成后还可以利用向导进行更改)。根据提示完成设定后会自动生成一个子程序和一个中断程序,在主程序或其他程序中调用PID子程序就可以实现PID调节功能。需要更详细的说明可以直接察看编程软件的帮助文档,那里说明的还是比较详细的。 PID控制说明: 在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。PID控制,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例(P)控制 :比例控制是一种最简单的控制方式。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(I)控制 :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(D)控制 :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。 西门子PID各参数的解释 COM_RST :=初试化 MAN_ON :=手动 PVPER_ON:=过程变量外设接通 P_SEL :=比例分量接通 I_SEL :=积分分量接通 INT_HOLD:=积分分量保持 I_ITL_ON:=积分分量初始化接通 D_SEL :=微分分量接通 CYCLE :=采样时间 SP_INT :=内部设定值 PV_IN :=过程变量输入 PV_PER :=过程变量外设输入 MAN :=手动值 GAIN :=比例增益 TI :=复位时间 TD :=微分时间 TM_LAG :=微分分量的滞后时间 DEADB_W :=死区宽度 LMN_HLM :=被控量上限 LMN_LLM :=被控量下限 PV_FAC :=过程变量系数 PV_OFF :=过程变量偏移量 LMN_FAC :=被控量系数 LMN_OFF :=被控量偏移量 I_ITLVAL:=积分分量初始值 DISV :=干扰变量 LMN :=被控量 LMN_PER :=被控量外设 QLMN_HLM:=被控量上限值到达 QLMN_LLM:=被控量下限值到达 LMN_P :=比例分量 LMN_I :=积分分量 LMN_D :=微分分量 PV :=过程变量 ER :=误差信号

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