一文理解PID 控制器的工作原理！如何将它与自动化和 PLC 结合使用？

今天，你将了解到PID。具体来说，你将知道PID是什么，以及何时将PID与自动化和 PLC 结合使用。

那么，什么是PID控制器呢？PID 是 Proportional、Integral、Derivative 的首字母缩写词。 PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。

PID 控制器的工作原理

如果你需要保持某些东西恒定，例如让温度保持不变，那么使用PID控制器就是一个不错的方法！

本质上，PID 控制器使用控制回路反馈来确保你将想要的输出。简单地说，你在控制器中输入一个设置，它会根据来自某些输入（通常是某种传感器）的反馈保持输出恒定。

每天都会遇到本质上是 PID 控制的东西是车辆中的巡航控制。首先，要达到你想要的速度，然后设置巡航控制，巡航控制向油门发送输出信号来调节速度。速度传感器提供控制回路反馈，来告诉巡航车辆是否应该加速或减速，或者提供多少油门。

在制造业和工业中一种常见的独立类型是“温度控制器 PID”。这些控制器使用和设置非常简单，而且它们在控制各种设备的温度方面做得很好。

举一个例子， PID 控制器控制过程管道上的伴热温度。首先，输入一个设定点，例如 200 华氏度，然后控制器向输出发出信号以开始加热伴热。控制回路反馈采用热电偶的形式来读取温度。在这个示例中，PID 控制器可以用作伴热的开关控制。

除了 200 度的设置点，还可以将控制器设置在 200 度上下几度。比如当热电偶读数为 202 度时，它将关闭伴热。当读数为 198 度时，它将重新打开。这是比较简单的PID控制形式。

除此之外，还可以选择使用 PLC 设置 PID 控制器。使用 PLC 上已有的输入和输出卡来代替独立单元。过程变量或控制回路反馈将连接到输入卡并编程到 PID 中，被控制的输出连接到输出卡。PLC 中的 PID 可以进行所有数学运算，并根据变量和设定点做出决定。

总之，PID 控制器是一种比例、积分、微分控制器。它可以自动保持温度、压力或流量等自动化过程恒定。PID 使用控制回路反馈或过程变量来监控输出位置，这些通常以传感器和仪表的形式出现。PID 有许多不同的形式，包括独立单元和 PLC 编程。可以使用输入和输出卡以及编程软件来设置 PID。

自动化工程师：新手入门还是PLC老师傅，是如何用PID控制方案

之前收集到一些关于对PID使用调节方法不熟悉的问题，而此次我们主要针对此类问题来做分享，以西门子S7-1200PLC PID来做详细的介绍，让各位能进一步的解决PID带来的困阻。

1.S7 1200 PLC PID参数翻译

i_Mode : pid 控制器模式（Int）0：未激活 1： 预调节 2：手动精确调节 3：自动模式 4：手动模式。

2 . PID参数输入输出参数

Setpoint:设定值（ Real）

Input：过程值实测值 (Real)

Input_PER：模拟量过程值（ Word）

Output:输出值（ Real）

Output_PER：模拟量输出值（ Word）

Output_PWM：脉冲宽度输出值（ Bool）

ManualEnable:手动模式

ManualValue:手动输出值

Reset:复位 PID控制器

b_InvCtrl:取反逻辑

3．PID调试方法：

a.设定一个比较大的积分时间，比较小的微分作用时间 , 比例由小到大，到曲线发生振荡。调小比例使曲线相对平稳。

b.--调小积分到消除静态误差，使曲线趋于平稳。

c.--干扰系统，使其产生动态误误差，观察系统抑制误差能力是否达标，抑制能力弱，放大微分作用时间或者比例增益，使其抑制能力增强。

比例作用：加快系统反应速度，有利于抑制动态误差，太强会过调，曲线震荡，太小动态误差抑制能力弱。

积分作用：消除静态误差，使曲线趋于平稳

微分作用： 感知曲线变化趋势， 提前启动调节，太大不利于曲线平稳， 太小动太误差抑制能力弱。

4. S7-1200 PID程序 :

循环中断组织块 调用工艺指令 PID_Compact

必须在循环中断调用 PID_Compact

组态 PID 参数 在这以百分比示例 设定值 过程值 输出值 都为 0-1 之间数值

过程值转换为 0-1 之间数值

设定值转换为 0-1 之间数值

输出值标准化为 0-1 之间数值

输出值比例放大最终作用到比例阀

PID调试面板可以很方便助你确认 PID 参数 先预调节完成再精确调节上传参数

把比例参数 积分参数 微分参数 循环参数做到上位机可调整

以上，欢迎动动手分享及收藏！

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