PID说明更新内容:
现今的闭环自动控制技术着重于反馈机制,以减少系统的不确定性。这种机制包含三个核心要素:测量、比较和执行。具体而言,系统测量关键变量的实际值并将其与期望值进行比较,使用此偏差来调整和纠正系统的响应,并通过控制手段来执行。在工程实践中,比例-积分-微分控制(PID控制)因其广泛应用而闻名。
1. PID控制器基础
PID控制是自动控制系统中的一种普遍调节方式,它通过比例(P)、积分(I)和微分(D)单元的组合来调整系统的输出。其数学关系表达为:
u(t) = kp[e(t) + 1/TI∫e(t)dt + TDde(t)/dt],这里的积分上下限是0和t。这表明其传递函数为G(s) = U(s)/E(s),涉及到的参数有比例系数kp,积分时间常数TI和微分时间常数TD。
2. PID指令操作详解
当驱动条件满足时,PID指令会在每个采样时间进行扫描并执行PID运算。具体操作如下:
S1. 设置PID的设定值或目标值(SV)。
S2. 获取PID的测定值或反馈值(PV),这是系统调整的依据。
S3. 设置PID运算控制参数的首地址,这些参数连续占用25个地址,包括重要的如输入滤波常数、比例增益、积分时间和微分增益等。
D. PID控制输出值(MV),这是系统调整后的最终输出。
3. PID控制参数详解
D102(S3+2): 输入滤波常数(a),用于数字信号的平滑处理,一般设定为50%即可。
D103(S3+3): 比例增益(P),用于调整系统对误差信号的响应强度。
D104(S3+4): 积分时间(I),用于消除系统稳态误差,使控制更为精确。
D105(S3+5): 微分增益(KD)和微分时间(D),共同作用于预测和控制信号的变化趋势,减少超调并提高系统响应速度。
其余的D107~D119为PID运算内部处理占用,无需用户设置。
4. 报警与输出设置
D120~D124涉及输入变化量及输出变化量的报警设定,包括报警输出及动作方向等设置。这些设置旨在确保系统在面临异常情况时能够及时响应并采取相应措施。
5. 采样时间与动作方向解释
采样时间(Ts)是两次PID计算的时间间隔,它不能小于PLC的一个扫描周期。动作方向(ACT)则定义了输出值的调整方向,即当反馈值增加时,输出值应如何变化。
6. 附加解释
输入滤波常数的使用是为了让测定值的变化更为平滑;比例控制与误差信号成比例;积分控制则能消除稳态误差;而微分控制则能预测和控制信号的变化趋势,避免系统超调。
7. 输出限定说明
为保护系统和设备,当PID控制输出值超过设定的上下限值时,系统将按照设定的上下限值输出。