工业现场总线探秘从PID到PROFINET跟我来搞定这场网络狂欢
(一)PID基本概述:
1、PID是一个闭环控制算法。因此要实现PID算法,必须在硬件上具有闭环控制,就是得有反馈。比如控制一个电机的转速,就得有一个测量转速的传感器,并将结果反馈到控制路线上。
2、PID是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法。但并不是必须同时具备这三种算法,也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。我以前对于闭环控制的一个最朴素的想法就只有P控制,将当前结果反馈回来,再与目标相减,为正的话,就减速,为负的话就加速。现在知道这只是最简单的闭环控制算法。
3、比例(P)、积分(I)、微分(D)各自有什么作用:
比例,反应系统偏差e(t),系数大,可以快调节,但过大使系统稳定性下降;
积分,消除系统稳态误差,使无差度,因为有误差,积分调节直至无误差;
微分,对偏差信号变化率e(t)-e(t-1),预见偏差趋势,有超前的作用,在偏差还未形成前已被微分调节消除,因此能改善系统动态性能。但微分对噪声干扰放大,加强微分对抗干扰不利。
4、选择P,I,D项:根据实际目标系统调试出最佳的PID参数。
(二)常用控规特点:
1、比例控规P:采用P能克服扰动影响,但不能很好地稳定在理想数值,不良效果是虽能有效克服扰动但有余差出现。适用于通道滞后较小和负荷变化不大的场合,如水泵房冷热水池水位和油泵房中间油罐油位等。
2、比例积分控规(PI):工程中应用最广泛的一种控规。在PI基础上消除余差,它适用于通道滞后较小且负荷变化不大的场合,如流量和供油管流量等温度调节。
3、比例微分控规(PD):对于容量滞后的通道引入PD参与,可以提高系统性能指标,如加热型温度和成品成份等需要说明的是纯滞后较大的区域里无效,而周期性振动或噪声信号则不宜采用PD。
4、高级例子—例积분微分控规(PID):是一种理想化的一种高级化处理方式,以达到更好的效果而设计,它既包含了初级处理中的优点,又增添了一些新的功能以进一步提升性能指标。这类方法通常适用于时间常数或容量滞后较大以及要求较高的情形,比如温度调整及成品质量管理等。
5、高端技巧—理解时间滞后的概念
6、高端技巧—如何计算数字pid
(三)问题与解决方案:
Kp,Ti,Td三个参数设定为关键问题,每个编程时只能设定他们的大概数值,然后通过反复测试找到最佳值。所以程序应允许随时修改记忆这些参数。此外,一些行业因对象工作不可预知,所以引入自整定的概念,即首次使用时寻找一套新对象所需参数并保存下来作为之后工作依据。
7、高端技巧—自动调整公式
8,PID流程图展示:
(四)口诀总结:
①从小到大顺序查先是比例再积 分最后加入微 分曲线振荡频繁,
②调整每个部分以求曲线平滑,
③保证整个过程符合工艺要求,
④实践经验丰富才能精准掌握其妙处!