PID控制入门(引子):
PID指Proportion-Integral-Differential,中文是比例-积分-微分。
PID控制器是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
对组合机恒温控制系统-表冷阀开度控制:
1、控制驱动单元-表冷阀-作为输入信号;
2、被控对象-出风温度-作为输出反馈。
所谓“误差”就是目标值与实际值的差值。比如你希望目标出风温度为15℃而实际出风温度13℃, 则误差:2℃。
该误差值送到PID控制器,作为PID控制器的输入。PID控制器的输出为:误差乘比例系数Kp+Ki*误差积分+Kd*误差微分。
上式为三项求和即为PID运算结果,经PLC转换后送入表冷阀驱动器,PID就会对表冷阀作调整,直到误差=0。
PID控制原理:
PID控制及作用:PID调节器是一种线性调节器,这种调节器是将设定值r(t)与输出值c(t)进行比较构成控制偏差:e(t)=r(t)-c(t)
将其按比例、积分、微分运算后,并通过线性组合构成控制量,如图所示,所以简称为P(比例)、I(积分)、D(微分)调节器。
P控制器的选择:它适用于控制通道滞后较小,负荷变化不大,允许被控量在一定范围内变化的系统。
PI控制器的选择:它适用于控制通道有一定滞后,负荷变化不大,被控量不允许有静差的控制系统;
PID控制器的选择:它适用于负荷变化大,容量滞后较大,控制质量要求又很高的控制系统,比如恒温恒湿控制系统。
PID控制在空调机电标准应用实例:
末端恒湿控制系统流程图:
应用实例:
以siemens PLC为例。
假设目标出风温度为15℃而实际出风温度13℃,应误差为2,将目标值、实际值、P值、I值、D值输入至PLC PID运算指令,经PID自动运算后,得出运算结果,将此结果转化为0-10V的电压信号输入至表冷阀或加热阀执行器即可。
PLC运行结果为0.0-1.0之间的实数,0-0.5对应表冷阀开度100%-0%;0.5- -1.0对应加热阀开度0%- 100%。
假设仅设定P值,I值和D值设定为0,若误差恒定,则PID运算结果是恒定的,因此表冷阀开度也是恒定的,此开度可能太大也可能太小。
若表冷阀开度过大,则出风温度会不断下