解决方案 | 基于PLCnext的PID参数自整定解决方案

　　基于PLCnext的PID参数自整定解决方案

　　今天给大家带来的是基于PLCnext的PID控制，所谓PID控制，即比例积分微分控制，别一看有微积分就吓的不行，认为比较难，其实不是的。下面我就用大白话给大家说一下吧，在实际工业过程控制中，几乎所有模拟量的控制都涉及到PID控制。PID算法是当之无愧的万能算法，因为PID控制具有算法简单、鲁棒性好、可靠性高等特点。

　　PID控制一般常用于温度、速度等模拟量的控制，PID的控制过程是怎样的呢?且看我给大家娓娓道来，被控的实际模拟量与期望的设定值之间形成偏差，经过PID运算后得到控制量，驱动阀门开度、电机转速(水泵)、热量等，得到我们期望的响应过程，最终消除偏差。PID控制框图如下：

　　PID运算各校正环节的作用如下：

　　1)比例环节：调整系统对当前误差的能力，即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小误差。当偏差e(t)=0时，控制作用也为0。

　　2)积分环节：积分是调节误差的。对偏差进行记忆，用于消除静差，提高系统的无差度，积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强。

　　3) 微分环节：微分就是调节变化的快慢。反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个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。

　　最重要的问题来了，PID参数的设置和调整直接影响了PID控制回路的品质，其设置和调整过程比较耗时并且很难得到较好的效果，它一般由工作经验丰富的工程师来完成;再加上每个系统的控制环境又各不相同，很多系统呈现滞后性和非线性，PID参数具有自整定功能的需求越来越迫切。怎么才能完美的调节好PID参数呢?别急!!

　　接下来，我们先谈一下PID参数自整定的过程：在系统进入稳态的情况下在输出控制侧施加一个阶跃变化，这个阶跃变化一般为输出控制量的20%，然后观察系统的响应过程，通过分析系统的响应过程计算出相应的PID参数，如下图：

　　重点来了，基于菲尼克斯PLCnext的PID参数自整定解决方案正好契合PID参数自整定需求。接下来我们就拿个实例来给大家展示一下，首先，菲尼克斯PLCnext控制器支持Matlab Simulink温度控制模型的导入，如下图所示：

　　其次，使用上面的模型后，我们对菲尼克斯PLCnext控制器PID参数自整定功能进行仿真，自整定过程如下：

　　最后，PID参数自整定后控制效果图如下：

　　我们从PID控制效果图可以看到，整定后的PID回路在满足快速动态响应的同时，不仅没有超调量，而且也没出现振荡，系统快速达到稳定状态，并且持续保持稳定。

（来源：菲尼克斯自动化）