PDF《如何使用 S7-200CPU 的PID 控制》

3 ? 积分时间(Integral Time) 偏差值恒定时,积分时间决定了控制器输出的变化速率.积分时间越短,偏差得到的 修正越快.过短的积分时间有可能造成不稳定. 积分时间的长度相当于在阶跃给定下,增益为

1 的时候,输出的变化量与偏差值相 等所需要的时间,也就是输出变化到二倍于初始阶跃偏差的时间. 如果将积分时间设为最大值,则相当于没有积分作用. ? 微分时间(Derivative Time) 偏差值发生改变时,微分作用将增加一个尖峰到输出中,随着时间流逝减小.微分时 间越长,输出的变化越大.微分使控制对扰动的敏感度增加,也就是偏差的变化率越 大,微分控制作用越强.微分相当于对反馈变化趋势的预测性调整. 如果将微分时间设置为

0 就不起作用,控制器将作为 PI 调节器工作. 常问问题

1、对于某个具体的 PID 控制项目,是否可能事先得知比较合适的参数?有没有相关 的经验数据? 虽然有理论上计算 PID 参数的方法,但由于闭环调节的影响因素很多而不能全部在数 学上精确地描述,计算出的数值往往没有什么实际意义.因此,除了实际调试获得参 数外,没有什么可用的经验参数值存在.甚至对于两套看似一样的系统,都可能通过 实际调试得到完全不同的参数值.

2、PID 控制不稳定怎么办?如何调试 PID? 闭环系统的调试,首先应当做开环测试.所谓开环,就是在 PID 调节器不投入工作的 时候,观察: ? 反馈通道的信号是否稳定 ? 输出通道是否动作正常 可以试着给出一些比较保守的 PID 参数,比如放大倍数(增益)不要太大,可以小于 1,积分时间不要太短,以免引起振荡.在这个基础上,可以直接投入运行观察反馈的 波形变化.给出一个阶跃给定,观察系统的响应是最好的方法. 如果反馈达到给定值之后,历经多次振荡才能稳定或者根本不稳定,应该考虑是否增 益过大、积分时间过短;

如果反馈迟迟不能跟随给定,上升速度很慢,应该考虑是否 增益过小、积分时间过长…… 总之,PID 参数的调试是一个综合的、互相影响的过程,实际调试过程中的多次尝试 是非常重要的步骤,也是必须的. S7-200 的新一代产品提供了自整定的 PID 细调功能.

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3、没有采用积分控制时,为何反馈达不到给定? 这是必然的.因为积分控制的作用在于消除纯比例调节系统固有的 静差 .没有积 分控制的比例控制系统中,没有偏差就没有输出量,没有输出就不能维持反馈值与给 定值相等.所以永远不能做到没有偏差.

4、如何实现 PID 反作用调节? 参见 PID 向导中的常问问题.

5、S7-200 控制变频器,在变频器也有 PID 控制功能时,应当使用谁的 PID 功能? 可以根据具体情况使用.一般来说,如果需要控制的变量直接与变频器直接有关,比 如变频水泵控制水压等,可以优先考虑使用变频器的 PID 功能.

6、《S7-200 系统手册》上的附录 H.14 用S7-200 实现 PID 控制 的例子,是否可 以直接使用? 《S7-200 系统手册》中的附录 H 在英文原版中并不存在. H.14 的PID 例子是在第一代产品还不支持 PID 运算指令时的产物.现在用户可以使用 PID 指令块,或者 PID Wizard(PID 向导)编辑 PID 控制程序. PID Wizard - PID 向导 Micro/WIN 提供了 PID Wizard(PID 指令向导),可以帮助用户方便地生成一个闭环 控制过程的 PID 算法.此向导可以完成绝大多数 PID 运算的自动编程,用户只需在主 程序中调用 PID 向导生成的子程序,就可以完成 PID 控制任务. PID 向导既可以生成模拟量输出 PID 控制算法,也支持开关量输出;