应用探讨—PID应用探讨深入一

在前一阶段，我们讨论了“软件PID功能块的使用”等基础问题，其讨论整理可参见此处。
在此交流基础上，我们可以继续进行应用举例的收集和探讨。
如：正作用/反作用，开阀/关阀，单冷/单热/双向调节，张力调节等应用示例。
欢迎大家畅所欲言，提出您在工程项目中所遇到的实际情况，让我们可以共同分享或是寻找更优方案，相互探讨和学习！
此次集中探讨将持续至1月7日，其中有突出表现的网友将获得加倍精华奖励积分；最终所有有效留帖的网友将获得加倍发帖积分；根据交流情况，会酌情赠送小礼品。
交流结束后也将专门整理重要内容，供广大网友分享参考。
预祝大家交流愉快，收获丰富！

在调节PID参数时，关于死区那一项，犯过几次同样的错误，有时参数设进去了，发现不调节，原来死区没设对，比如量程的下限为-200，结果死区设成0了（必须设定为-190多），这一点一定要注意，否则不调节。呵呵，希望大家注意！

pid应用时，变送器信号反馈时，pid 值的设置，以及信号选择，是电压好还是电流好，主设定与微调的区别

关于硬件PID的问题，照理说设定了一个PID之后应该会到一个设定值，但是总是不能调节到需要的值，总是少个10%,不知道是什么原因，最近一直在考虑PID的问题，百思不得其解

使用S7-200中的PID向导做温度上升速率可以吗，或使用PID指令做？

最近做个工程，工艺要求采用串级控制，就用FB41来完成，但是，在PLCSim模拟调试时，发现用FB41搭建的串级控制系统有以下问题，并且会影响操作、控制：
1 副环的PID控制器没有LSP（内部设定值）/RSP（外部设定值）切换功能。
该功能的意思是当串级控制系统处于手动时，副环PID是处于手动状态，同时，在副环PID控制器内，准备参与PID运算的SP是内部SP（LSP，Local SP）。当副环PID控制器投入〔自动〕时，偏差＝LSP － PV。只有当副环在自动＋LSP状态下稳定运行后，才能将副环切换到〔自动＋RSP〕状态，同时，主环PID控制器投入到〔自动＋LSP〕。
2 没有正作用/反作用选择开关
FB41、FB58等模块的正反作用是靠设置增益的正负号来决定的，但是，这种方法在现场很容易引起错误，一不小心将K=-0.5输入成K=0.5，控制系统将变成正反馈，后果不知道。要费很大劲才能查找原因。
3 没有跟踪功能
当副环PID控制器处于〔手动〕、〔自动＋LSP〕状态时，主环的PID控制器的输出要能自动跟踪副环PID控制器的LSP。当副环PID控制器从〔LSP→RSP〕时，副环PID控制器是无扰动切换的。

如果一个串级控制系统没有上述3个功能，在运行时是很不方便的。并且靠在PID模块外来增加其他模块是不能实现的。没办法，只好将FB41打开，将上述功能加入。

目前，在PLCSim上运行正常（因为现场没有开工，无法实际运行，只能在PLCSim上模拟）。

PID调节做过几个，但是最终的结果没有出现一个比较理想的结果，但是总结之后发现
1、决定P的首先要考虑被控量和控制量直接的一个数量级之间的差值，可以决定P大概的一个区间，先把区间定准了，可以提高调试的效率
2、关于I的确定，首先确定P值之后，I作为也需要确定一个区间，并根据2点法逐步确定最佳I值
3、D还没投入过，请大家学习

PID应用时,先设好比例,然后设积分,最后设微分

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

最近用了西门子TCPU+IM174控制液压，位置环的PID中，设定值是通过插补关系给出的，比如说设定值是100，它并不是一下子给出去，而是通过插补最后给出的。
我的问题是：
现在西门子标准块的PID块，是不是不支持这样的功能。一般在什么情况下给定值需要插补给出（好像现在的运动控制器都是通过插补给出去的，），而不是一下在给出去，

FB41的采样时间和积分时间和定时中断的关系？
原则上是不是应该 定时中断《采样时间《积分时间？
情况一：积分时间是10ms，它应该是10ms积分一次，如果我采样周期是100ms，那是不是意味着我前10个10ms积分结果不会发生变化？
情况二：在上次的讨论中大家提到定时中断周期T与PID采样周期CYCLE的关系应该是CYCLE=n*T （n=1,2,3,4,…….）。如果你用的定时中断，采样周期是它的整数倍？我的疑问是定时中断n次他才能够采样1次，这样做的意义是什么?如果直接就是一比一的关系岂不是更好，还可以节省plc的运行负担
情况三：采样周期的概念如何理解？多长时间采集一次反馈值吗？如果我设定采集周期是100ms，内部怎样判断到没到达100ms？积分时间也是同样的问题，他怎样去判断时间到没有？内部有定时器吗？


问题四：西门子有没有公开的PID源代码程序？

问题五：大家有没有谁做过用速度和加速度进行积分进行计算求面积的案例，介绍一下相关的经验非常感谢

PID控制器参数TM_LAG（微分变量的滞后时间，这个参数在什么时候设置，有个什么原则？

问题四可以看看这个链接http://hushuguo.blog.163.com/

是啊，pid调节比例和积分微分有没有固定值啊，我们这里有人在比例项设置1000，这个有点不正常啊。

PID是控制器，而插补是位置控制里独有的，是为了让控制对象按照预设的加速度，速度等参数到达目标位置，如果你直接将位置给定加到位置控制器上，偏差多大呀，会飞车了，就不是按设定的曲线定位的。这就是插补的用途，而PID就是偏差的比例，积分，微分调节，其功能块是不会集成插补功能的。
管理员注：本帖已被纳入此次探讨发帖整理，请点此详阅。

PID调节时微分量主要在温度和流量使用进行超前调解，一般情况下不使用未分调解！

哈，观察了这些天，大家的讨论都有些不对题啊，今天还是言归正传。

话题1：如何实现PID增量式算法

最近论坛里有讨论增量式PID算法的实现，连接如下
http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.asp?b_id=4&a_id=737326&s_id=0&num=11#anch


位置式PID控制的输出与整个过去的状态有关，用到了误差的累加值；而增量式PID的输出只与当前拍和前两拍的误差有关，因此位置式PID控制的累积误差相对更大

增量式PID控制输出的是控制量增量，并无积分作用，因此该方法适用于执行机构带积分部件的对象，如步进电机等，而位置式PID适用于执行机构不带积分部件的对象，如电液伺服阀

由于增量式PID输出的是控制量增量，如果计算机出现故障，误动作影响较小，而执行机构本身有记忆功能，可仍保持原位，不会严重影响系统的工作，而位置式的输出直接对应对象的输出，因此对系统影响较大。

大家比较熟悉的FB41,FB58都是典型的位置型算法，然而大家有没有注意到FB42,FB59所谓的STEP CONTROLLER？只不过其输出是脉冲式开关量的。

而对于模拟式的执行机构，我们可以用一个递归式A=A+B来实现，其中A为闭环控制最终的累加输出值，而B则为PID的输出值，趋于稳定时，B的值应为0.

管理员注：本帖已被纳入此次探讨发帖整理，请点此详阅。

对于PID常用口诀大家不会陌生，但是实际应用时总是困惑。实际调节中，不知道值到底多少才合适。
但是如果大家使用的系统可以看到输出的曲线就可以根据顺序，一点点将参数跳到最佳。
PID调试一般原则 ：
输出不振荡时，增大比例增益P；
输出不振荡时，减小积分时间常数i；
输出不振荡时，增大微分时间常数d。

我的问题是：PID控制中P的设定值问题。比如说：PID控制输出值范围是0-4000
那么我看到的有关资料说比例（P)设定为20%-60%.那么在PLC中的P值是设定20-60还是800-2400.在我实际应用中我感觉用后者好像更好一些。这个问题我一直不是很清楚，希望高手给我解惑。谢谢！

关于PID回路的正作用与反作用

PID的正/反作用其实说的是PID的输出与反馈之间的关系，在开环状态下，增加输出导致反馈增加，减少输出导致反馈减小的是正作用；相反增加输出导致反馈减小，减少输出导致反馈增加的是反作用。

比如电加热温控系统，增加加热功率会导致被控对象的温度升高，停止加热会导致被控对象的温度降低，这就是一个典型的正作用系统。

同样是温控系统，制冷则恰恰相反，压缩机的输出功率增加，导致被控对象温度的降低，压缩机停止工作，会导致被控对象温度的上升，这就是反作用系统。

阀门的气开气关

阀门在断气的情况下处于全关的状态叫气开，一般给定信号0-100%对应阀门开度0-100%，是正作用的，也叫开阀。
阀门在断气的情况下处于全开的状态叫气关，一般给定信号0-100%对应阀门开度100-0%，是反作用的，也叫关阀。

开阀与关阀讲的是执行机构的正反作用，与闭环控制系统的正反作用无关。


例子一：一个开阀控制一个蒸汽加热系统（阀门在系统的入口）

在热损耗一定的状况下，增加阀门的开度导致，被控对象温度升高，减小阀门开度，导致被控对象温度降低，这是一个正作用的系统。

采用FB58功能块, 设定值为温度，反馈值为温度，比例增益为正值，控制值输出0-100%对应阀门开度给定0-100%，断气或PLC停机状态下，阀门全关。

例子二：一个关阀控制一个蒸汽压力系统（阀在压力系统的出口）

在进气压力一定的状况下，增加控制器输出，导致阀门开度减小，系统压力增加，减小控制器输出，导致阀门开度增加，系统压力减小，这是一个正作用系统。

采用FB41功能块, 设定值为压力，反馈值为压力，比例增益为正值，控制值输出0-100%对应阀门开度给定100-0%，断气或PLC停机状态下，阀门全开。

例子三：一个开阀控制一个蒸汽压力系统（阀在压力系统的出口）

在进气压力一定的状况下，增加控制器输出，导致阀门开度增加，系统压力减小，减小控制器输出，导致阀门开度减小，系统压力增大，这是一个反作用系统。

采用FB41功能块, 设定值为压力，反馈值为压力，比例增益为负值，控制值输出0-100%对应阀门开度给定0-100%，断气或PLC停机状态下，阀门全关。
管理员注：本帖已被纳入此次探讨发帖整理，请点此详阅。