PID参数的设定调节
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摘要: 可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现PID 控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlN ...
可编程控制器()是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现PID 控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。2、闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统，眼睛便是，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛，就没有了反馈回路，也就成了一个开环控制系统。另例，当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净，并在洗净之后能自动切断，它就是一个闭环控制系统。3、阶跃响应阶跃响应是指将一个阶跃输入（step function）加到系统上时，系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后﹐系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。稳是指系统的稳定性(stability)，一个系统要能正常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的﹔准是指控制系统的准确性、控制精度，通常用稳态误差来(Steady-state error) 描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差﹔快是指控制系统响应的快速性，通常用上升时间来定量描述。4、PID控制的原理和特点在工程实际中，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（Steady-state error）。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（System with Steady-state Error）。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(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。5、PID控制器的参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作﹔(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期﹔(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T: P="20"~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P="30"~70%,T=24~180s,液位L: P="20"~80%,T=60~300s,流量L: P="40"~100%,T=6~60s。书上的常用口诀：参数整定找最佳，从小到大顺序查先是比例后积分，最后再把微分加曲线振荡很频繁，比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳曲线偏离回复慢，积分时间往下降曲线波动周期长，积分时间再加长曲线振荡频率快，先把微分降下来动差大来波动慢。微分时间应加长理想曲线两个波，前高后低4比1一看二调多分析，调节质量不会低这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法，它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法，并在现场中得到了广泛的应用。这种方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。经验法简单可靠，但需要有一定现场运行经验，整定时易带有主观片面性。当采用PID调节器时，有多个整定参数，反复试凑的次数增多，不易得到最佳整定参数。下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：【1】让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，直到获得满意的控制过程为止。【2】取比例系数S1为当前的值乘以0.83，由小到大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，直至求得满意的控制过程。【3】积分系数S0保持不变，改变比例系数S1，观察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到满意为止。否则，将原比例系数S1增大一些，再调整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试凑，直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。【4】引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD，此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直到控制过程满意为止。注意：仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业 PID调节器有所不同，各个参数之间相互隔离，互不影响，因而用其观察调节规律十分方便。PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量如：大烘房的温度控制，一般P可在10以上,I=3-10,D=1左右。小惯量如：一个小电机带一水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,这些要在现场调试时进行修正的。我提供一种增量式PID供大家参考△U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)A=Kp(1+T/Ti+Td/T)B=Kp(1+2Td/T)C=KpTd/TT采样周期 Td微分时间 Ti积分时间用上面的算法可以构造自己的PID算法。U（K）=U（K-1）+△U（K）
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pid控制参数赋值工具的使用
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pid控制参数赋值工具的使用 - 已解决问题
我最近在使用s7-300的pid编程，在使用过程中遇到一些问题，请各位帮忙：1、在开始菜单的simatic的step7中调出pid控制参数赋值工具，具体的有没有详细使用手册或案例；2、我在调试时，man_on,为1时，手动控制输出正常，但当man_on,为0时，PV—IN为50，sp_int设定在25，此时FB41的LMN的输出一直为0，请问各位我错在哪里了
产品版区：
悬赏分:30 | 解决时间： 14:58:32 | 提问者： - 学长&nbsp&nbsp第2级
问题ID：106401
1、如何设置参数，见同类问题的答案：2、在PID中有不同的物理量，例如温度、压力及阀门开度等，它们的量纲单位均不同，所以要进行规格化工作。详见：3、《调用(S)FB41,&(S)FB42&和&(S)FB43功能块并赋值时应注意什么》：4、《SIMATIC&S7-300/400版区软件PID功能块的使用探讨整理》：5、《用Step7中SFB41/FB&41、SFB42/FB42、SFB43/FB43实现PID控制&》下载：
大师&nbsp&nbsp第17级&
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提问者对于答案的评价：每次采纳回答，都很纠结，不能给各位都加分，很感谢各位的帮忙。不过，阿鸣老师，我在设参数时，如果比例增益设置为0，那么输出就一直为0，只有把增益修改为9999.00才行，请问什么原因
最佳答案作者回复:如何确定比例增益P：　　确定比例增益P&时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。
已阅，最佳答案正确。
置评专家：西门子自动化技术支持& 10:43:12
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楼主设置的设定值为25，反馈值为50，误差值=设定值-反馈值=&-&25&0，比例作用加积分作用输出为负值，如果LMN_LLM调节值下限没有设置的话，其默认值为0，所以输出一直为下限值0.
- 中级技术员&nbsp&nbsp第6级
& 08:31:50
PV&是过程值&，ST&是设定值&当你的过程值大于设定值时&对于正逻辑的PID&控制当然输出就是“0”了。你把两个数值对调一下看看，是不是就有输出了？
- 初级工程师&nbsp&nbsp第9级
& 09:06:53
&SIMATIC&S7-300/400版区软件PID功能块的使用探讨整理&文档号：A0497你仔细看看。
- 顶级工程师&nbsp&nbsp第12级
& 10:03:33
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西门子S7-200PLC PID向导中的量程如何设定
文章来源： &&&& 文章作者：日成线槽
&&&&日期：日
其实，用过回路表编程的客户都知道，在回路表中是需要将设定值，反馈值都转换为0.0-1.0之间的实数，这个过程比较繁琐，很容易出错，而使用向导则省略此繁琐操作，但没想到很多客户在设置时感觉比较模糊。这里大家需要注意以下几点:&
&&&&1&&设定值与反馈值从物理意义上来讲是一个量，所以他们的实际量程范围是一样的，比如在加热炉温度控制中，传感器测量的温度范围为-20&C&100&C
&那么设定值与反馈值的范围就是-20&C&100&C,那么在向导中的设定值范围如下图
&&&2&反馈值的量程范围要根据所使用的模块来确定
&&&在上面的例子中虽然反馈值的物理量范围-20&C&100&C，但送到PLC内部则有两种可能，第一种是用变送器将温度信号转换为4-20MA电流或者-10V-10V电压，然后通过测量标准信号的模拟量模块输入，比如EM231（6ES7&231--0HC22--0XA0）。如果是-10V-10V，则范围应设为双极性，-。我们以4-20MA为例，那么此时反馈值的设置应为下图
&&&&第二种情况，温度信号通过热电阻或热电偶模块直接送进来，那么此时量程范围应为实际值的10倍，即-200&1000，如下图：
&&&3&回路输出并无实际的物理意义
&&&在输出的量程设定上，并无实际物理意义，大家可以将其理解为输出的百分比，那么对应到模拟量模块的输出上就是0-3V）或-（-10V-10V）或（4-20MA），我们以4-20MA输出为例，如下图:
&&&4&在调用向导子程序时，设定值可直接输入实际数值
&&&假如此例中，加热炉的温度需要控制在50&C，那么在SETPOINT管脚，可直接输入50.0，无需将其转换为0.0-1.0的实数。如下图：
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请教大神，s7-300做恒压供水，PID参数怎么设置
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加TA为好友 发表于： 07:27:05 楼主
我现在的系统是压力4~20ma 进 s7-300 plc，经pid计算后输出4-20ma信号控制变频器。我的问题是怎么设置PID模块参数，s7-300控制4台富士变频器。以及PID模块在什么地方调用，能够避免振铃现象么？模块FB41在哪里调用好。
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加TA为好友 发表于： 12:03:01 1楼
参数整定找最佳，从小到大顺序查先是比例后积分，最后再把微分加曲线振荡很频繁，比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳曲线偏离回复慢，积分时间往下降曲线波动周期长，积分时间再加长曲线振荡频率快，先把微分降下来动差大来波动慢。微分时间应加长理想曲线两个波，前高后低4比1一看二调多分析，调节质量不会低&PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s,流量L: P=40~100%,T=6~60s。&
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加TA为好友 发表于： 18:39:35 2楼
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西门子440变频器内部PID参数设定问题
　　想用440的变频器做恒压控制（内部PID），问题1：压力设定通过PLC的AO来对模拟通道1设定，变频器参数如何设定？问题2：反馈信号是来自于现场的传感器接到模拟通道2，变频器参数如何设定？　　　　答：1、设定参数：p1000=2模拟量给定，　　　　2,、设定参数：p0756=2单极电流输入（0~20mA），　　　　3、设定ADC定标值：P0757=0，P，P0759=10，P　　　　4、设定D/A变换器：P0771=21，P0776=0，P，P0778=0，P，P0780=20，P0781=0，　　　　5、如果带点动，设定点动参数：P，P，P　　　　6、更改斜坡时间：P，P（时间可以根据需要设定）　　　　7、带圆弧设定：P，P，P，P，P1134=0　　　　8、脉冲频率P1800=4，参考频率P2000=50　　　　9、P输入电压，P2002=?参考电流（输入A），P2003=?参考转矩（输入Nm）；P2004=?参考功率（输入kW/hp），　　　　相关参数如下&&　　　　1.P2200PID控制器使能　　　　2.P2253PID给定值　　　　3.P2264PID反馈值　　　　4.P2280PID比例增益系数　　　　5.P2285PID积分时间　　　　PID比例增益系数和PID积分时间应根据实际应用进行调整，不同的应用，P2800、P2285所设置的数值都不一样。　　　　实际应用中PID给定值和PID反馈值可由多种通道输入，以下例子给予说明：　　　　实际应用中PID给定值和PID反馈值可由多种通道输入，以下例子给予说明：　　　　例子1：模拟输入1为PID给定，模拟输入2为PID反馈　　　　调试步骤如下：1.参照手册3-12,3-13页进行快速调试　　　　2.P2200=1PID调节器使能　　　　3.P模拟输入1为PID给定　　　　4.P模拟输入2为PID反馈　　　　5.P2280=8PID比例增益系数（仅供参考）　　　　6.P2285=80PID积分时间（仅供参考）P0971=1从RAM到EEPROM的数据传送　　　　0禁止　　　　1启动数据传送，RAM&EEPROM　　　　MM440变频器能够实现压力、流量等的PID闭环控制，恒压控制（如：恒压供水）正是其中的一个典型应用。　　　　PID闭环控制的三个要素&&　　　　1.给定2.反馈3.PID控制器　　　　正确设置与这三个要素的相关参数就可实现PID闭环控制。　　　　相关参数如下&&　　　　1.P2200PID控制器使能　　　　2.P2253PID给定值　　　　3.P2264PID反馈值　　　　4.P2280PID比例增益系数　　　　5.P2285PID积分时间　　　　PID比例增益系数和PID积分时间应根据实际应用进行调整，不同的应用，P2800、P2285所设置的数值都不一样。　　　　实际应用中PID给定值和PID反馈值可由多种通道输入，以下例子给予说明：　　　　例子1：模拟输入1为PID给定，模拟输入2为PID反馈　　　　调试步骤如下：　　　　1.参照手册3-12,3-13页进行快速调试　　　　2.P2200=1PID调节器使能　　　　3.P模拟输入1为PID给定　　　　4.P模拟输入2为PID反馈　　　　5.P2280=8PID比例增益系数（仅供参考）　　　　6.P2285=80PID积分时间（仅供参考）
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