当前课程知识点:PLC应用技术 > 项目五:恒压供水系统的PLC控制系统设计、安装与调试 > 工作任务2:基于PLC的恒压供水系统 > 5-7 PID控制算法
同学们大家好
本节课我们来学习PID控制
在工业控制系统中
常见的控制对象类型有开关量
模拟量 脉冲量
开关 按钮
电机等都是开关量对象
还有一些要控制的对象
有液位 流量 压力
温度 转速 频率等
区别于开关量
这些变量都是在一定范围内连续变化
称为模拟量
如果变量是由检测装置
或者变送装置传到PLC的
称为模拟输入量
如果是由PLC输出去
控制某些执行机构
变频器、调节阀等
的称为模拟输出量
除此之外还有一些特殊的脉冲量对象
比如伺服电机
对于模拟量对象来说
常常需要控制在一个稳定值上
目前PID控制在生产过程中
是一种最普遍采用的控制方法
那什么是PID呢
常规PID控制系统
原理框图如图所示
系统由模拟PID控制器
和被控对象组成
PID控制器是一种线性控制器
它根据给定值r(t)
与实际测量值c(t)的偏差
构成控制偏差e(t)
将偏差的比例
积分和微分通过线性组合
构成控制量
对控制对象进行控制
故称PID控制器
控制规律如图所示
式中 Kp为比例系数
TI为积分时间常数
TD为积分时间常数
PID控制器各环节的作用如下
1 比例环节及时成比例地
反映控制系统的偏差信号
具有快速调节的作用
偏差一旦产生
控制器立即产生控制作用
以减少偏差
2 积分环节主要用于消除余差
提高系统的无差度
积分作用的强弱
取决于积分时间常数的大小
时间常数越大
积分作用越弱
反之则越强
3 微分环节能反映偏差信号
的变化趋势(变化速率)
有预见性
能在偏差信号值变大之前
在系统中引入有效的
早期修正信号
从而加快系统的动作速度
减小调节时间
PID控制基本满足了
稳 准 快的要求
因此应用非常广泛
在计算机控制系统中
需要使用的是数字PID控制器
数字PID控制算法
通常又分为位置式PID控制算法
增量式PID控制算法
和速度式PID控制算法
位置式PID控制算法
是对模拟PID进行离散化得到的
也就是把连续时间t
内的连续调节转化为
每次计算机的采样时刻进行调节
就得到了图中的控制算法
式中 k表示采样次数
Kp KI KD分别为比例系数
积分系数 微分系数
位置式PID直接控制
输出的是执行机构的实际位置
增量式PID和速度式PID
是在位置式PID控制算法的基础上
改进出来的
增量式PID是控制执行机构
前后两次调节的偏差
速度式PID的输出是用来
控制执行机构增量的变化率
实际应用中应根据
控制对象的特点和要求
合理选择这三种方法
就会得到很好的控制效果
今天就讲到这里
课后大家把本节课
讲的内容熟悉一下
下次再见
-课程概述
-工作任务1:PLC的产生、发展与特点
-项目一:工作任务1:PLC的产生、发展与特点
-工作任务2:PLC的组成与工作原理
-项目一:工作任务2:PLC的组成与工作原理
-工作任务3:欧姆龙CPE1型PLC的规格
-项目一:工作任务3:欧姆龙CPE1型PLC的规格
-工作任务4:PLC的编程软件使用
-项目一:工作任务4:PLC的编程软件使用
-工作任务5:PLC控制系统的设计
-项目一:工作任务5:PLC控制系统的设计
-工作任务1:电动机单向启动、停止的PLC控制
-项目二:工作任务1:电动机单向启动、停止的PLC控制
-工作任务2:电动机正反转的PLC控制
-项目二:工作任务2:电动机正反转的PLC控制
-工作任务3:电动机Y∕△降压起动的PLC控制
-项目二:工作任务3:电动机Y∕△降压起动的PLC控制
-工作任务4:电动机带动传送带的PLC控制
-项目二:工作任务4:电动机带动传送带的PLC控制
-工作任务5:运料小车的PLC控制
-项目二:工作任务5:运料小车的PLC控制
-工作任务1:彩灯的PLC控制
-项目三:工作任务1:彩灯的PLC控制
-工作任务2:交通灯的PLC控制
-项目三:工作任务2:交通灯的PLC控制
-工作任务3:抢答器的PLC控制
-项目三:工作任务3:抢答器的PLC控制
-工作任务1:机械手的PLC控制
-项目四:工作任务1:机械手的PLC控制
-工作任务2:自动售货机的PLC控制
-项目四:工作任务2:自动售货机的PLC控制
-工作任务1:PLC的数值运算
-项目五:工作任务1:PLC的数值运算
-工作任务2:基于PLC的恒压供水系统
--5-9 标度指令
-项目五:工作任务2:基于PLC的恒压供水系统
-工作任务1:两串行PLC链接通信
-项目六:工作任务1:两串行PLC链接通信
-工作任务2:基于端子控制的PLC和变频器的应用
-项目六:工作任务2:基于端子控制的PLC和变频器的应用
-工作任务3: PLC与变频器的通信
-项目六:工作任务3: PLC与变频器的通信
-工作任务4:基于PLC、触摸屏、变频器综合应用
-项目六:工作任务4:基于PLC、触摸屏、变频器综合应用
-工作任务1:分拣控制系统设计
-工作任务2:视觉传感系统
-工作任务3:机器人系统设计
-工作任务4:分拣控制系统装调
-期末考试--期末考试
-1 电子教材
--1-3 项目1 工作任务3 欧姆龙CPE1型PLC的规格
--1-6 项目2 工作任务1 电动机单向启动、停止的PLC控制
--1-8 项目2 工作任务3 电动机Y∕△降压起动的PLC控制
--1-9 项目2 工作任务4 电动机带动传送带的 PLC 控制
--1-19 项目6 工作任务2:基于端子控制的PLC和变频器的应用
--1-21 项目6 工作任务4 基于PLC、触摸屏、变频器的综合应用
-2 学习手册
-3 应用视频
--3-2 安全产品
--3-3 客户服务
--3-12 视觉
-4 样例程序