PID控制具有原理简单,鲁棒性强和实用面广等优点。由此,PID在工业中有很多的应用。为增进大家对PID的认识,本文将对PID整定以及选择PID时需要注意的技术参数予以介绍。如果你对PID具有兴趣,不妨和小编一起来继续往下阅读哦。
一、PID整定
设置P、I、D最佳增益,从而得到控制系统理想反馈的过程叫做整定。 整定方法有很多种。本文主要介绍试错法和Ziegler Nichols法。
可通过试错法获得PID控制器的增益。 当了解了每个增益参数的有效性后,该方法就变得相对简单。 在该方法中,先将I、D设置为0,比例增益增加到循环输出开始振荡为止。 增加比例增益时,系统变得更快,但是要保证系统不会变得不稳定。 一旦设置P去获取期望的快速响应,积分项会增加以停止振荡。 积分项会减少稳定状态的误差,但是会增加过冲。 合理的过冲对于一个快速系统来说是必要的,这样才能立即响应变化。 调整积分项,可达到最小稳定状态误差。 一旦设置了P、I获取有最小稳定状态误差的快速控制系统,微分项会一直增加直到循环对于设定值来说足够快。 增加微分项会减少过冲,产生更高的稳定性增益,但系统会对噪声变得异常敏感。 大多数情况下,工程师在设计时,需要权衡控制系统的各种特性,然后进行取舍。
Ziegler-Nichols是整定PID控制器的通用方法。 该方法与试错方法类似,将I、D设置为0,P增加到循环开始振荡为止。 一旦发生振荡,需观察关键增益Kc和振荡周期Pc。
二、PID选型需要注意的技术参数
PID控制器选型其实就是将现场整理技术参数和功能要求编译为控制器厂家对应产品型号的过程。PID控制器选型需要明确以下几个方面的技术参数:
①控制器外形尺寸选择
控制器外形尺寸根据仪表柜盘面布置及开孔进行选择。国产PID控制器常见外形尺寸有:48mm×48mm,72mm×72mm,96mm×96mm,96mm×48mm,48mm×96mm,160mm×80mm,80mm×160mm七种;日本控制器常见外形尺寸有:48mm×48mm,72mm×72mm,96mm×96mm,48mm×96mm四种;欧美控制器常见外形尺寸有:1/4DIN、1/8DIN、1/16DIN、1/32DIN
②工作电源
工作电源以85-265VAC宽电源居多,用24VDC电源要定制。
③输入信号类型
现在国内外PID控制器基本是万能输入,但使用者必须明白:万能输入并非指可以适用于现场所有信号,每个厂家控制器可以万能输入的信号类型种类是不同的!所以需要明确输入信号类型。
④输出信号
PID控制器输出信号有继电器触点输出、晶闸管无触点输出、晶闸管触发输出、SSR驱动电压输出、线性电流输出等,要根据控制对象接入信号类型要求来选择控制器输出。辅助输出用于扩展功能,如加热/制冷双输出控制、电流变送输出、控制器的第二输出,辅助输出功能要选择向厂家提出才能实现。 本文来自www.eadianqi.com
⑤报警、通信
控制器具有上下限报警功能。需要对温控器的数据进行采集或者在电脑上监测时,应选择有通信功能的。温控器大多用的是RS485通信,通信协议应向温控器厂家咨询,并由其提供相应的通信协议资料。
⑥DC24V馈电
控制器可以选配带上DC24V馈电输出,给现场两线制变送器供电。
⑦显示位数
显示位数越多,读数越精确,价格也越贵。常见的有3位、4位、5位,PID控制器通常显示位数为4位,可根据测量精度要求选择几位显示的控制器。
⑧品牌选择
选择PID控制器品牌其实就是选择控制效果、性能和价格。PID控制器的控制效果是由其控制算法决定的,先进控制算法控制器效果优于经典PID控制算法的控制器;温控器其控制算法更适用于复杂温度控制应用,有利于并大幅减少温度过冲等不良现象,如果选用适用于过程控制的控制器用于温度控制,则控制效果往往不尽人意;特定工况需要选择根据特定工况编写算法的控制器,通用控制器不能满足要求。
如果控制系统对可靠性要求高,则需要选用控制器性能优越的品牌。控制效果好、性能优越的控制器价格会比普通控制器价格高,品牌也有附加值的。