PID调试步骤说明_温度

PID调试步骤说明_温度
PID调试步骤说明_温度

锅炉房来蒸汽调节温度-PID调试步骤

气动调节阀-PID调试步骤

调试只在操作画面上,程序和组态都已经完成。工艺描述:气动阀控制开度(位号:TV_101,AO信号 4~20mA),控制温度大小(位号:TIC_101,RTD信号),阀门控制蒸汽大小,蒸汽给原油加温,从而达到控制阀门而控制温度。

1.确认硬件接线无误。

确认仪表安装正确,确认接线无误。

TV_101接线:模块FM151(地址27,即是第2排第7个模块)的第3通道,模块上端子号是9(+)和10(-)。

2.工程师登录。用户名:ECHO 密码:tech

根据操作权限,不是工程师登录是不能进行PID参数整定的。

在其它流程画面正上方功能键里,图案“黄色钥匙”是登录键,“红色钥匙”为退出登录。如图:

在菜单画面也有登录按钮和退出登录按钮。

注意:参数整定后请退出登录,以免操作人员误操作。

3.打开流程画面,打开气动阀PID窗口。

打开工艺流程画面“原由处理1”,下图是整个画面的一部分,控制工艺就在其中。气动调TV_101,油温TIC_101。

点击气动调节阀图标,出现气动阀PID 窗口:

图中:S 代表设定值;P 代表过程值;O 代表输出值。

设定值,自动状态下设定控制温度

过程值,现场仪表温度

输出值,气动阀的开度(0~100%)

量程

自动/手动切换

PID 参数整定,工程师登录有效

点击整定按钮即可进入趋势画面,工程师级别的可以点击此按钮进入整顶画面,完成P、I、D三个参数的调整工作,如下图所示。

工程师登录后可以进行PID参数整定:比例系数P,积分系数I,微分系数D。

4.PID手动调节

手动状态就是在PID窗口打到手动,然后直接点击“输出值”输出阀门开度。温度大小用手动控制阀门开度。

有些不好调节的回路就只能用手动调节。

控制温度50度例子:手动输出阀门开度50%,待温度稳定后,如温度TIC_101>50,则减少阀门开度;如温度TIC_101<50,则增大阀门开度;这样直到温度在50度。

5.PID自动调节

1)设定PID参数。比例系数P,积分系数I,微分系数D

工程师登录后可以进行PID参数整定。首先选一组经验值:

经验值(P=350,I=50,D=5),(P=550,I=30,D=2),(P=100,I=300,D=2)2)手动状态下,输出一个阀门开度,让过程值接近要控制的温度。

3)由手动状态打到自动状态,然后马上设定“设定值”。

在PID窗口,将鼠标移动到设定值文本框内直接点击输入值处,

系统自动弹出一个模拟键盘,用户可以直接进行输入。

4)设定完设定值后,看自动状态是否能稳定控制温度。如果系统稳定,则完成调试,退出工程师登录。如果系统不稳定,则重复上自动调节步骤。

P小,则反应快;P大,则反应慢。

简洁为:

设计PID参数---手动控制接近理想值---手动改自动,设定给定温度值---稳定否?

---稳定则完成,不稳定则重新再开始。

PID调试步骤

一、PID调试步骤 没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。现在一些时髦点的调节器基本源自PID。甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的吗。 为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。 由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤: 1.负反馈 自动控制理论也被称为负反馈控制理论。首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。其余系统同此方法。 2.PID调试一般原则 a、在输出不振荡时,增大比例增益P。 b、在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。 c、在输出不振荡时,增大微分时间常数Td。 3.一般步骤 a、确定比例增益P 确定比例增益P时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,

由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。 b、确定积分时间常数Ti 比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PI D的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。 c、确定微分时间常数Td 积分时间常数Td一般不用设定,为0即可。若要设定,与确定P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。 d、系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。 二、PID控制简介 目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。不同的控制系统,其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。 目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能

三菱PID控制实例

三菱PLC和FX2N-4AD-TC实现温度PID闭环控制系统的学习参考。。。。。。

风机鼓入的新风经加热交换器、制冷交换器、进入房间。原理说明:进风不断被受热体加温,欲使进风维持一定的温度,这就需要同时有一加热器以不同加热量给进风加热,这样才能保证进风温度保持恒定。 plc接线图如下,按图接好线。配线时,应使用带屏蔽的补偿导线和模拟输入电缆配合,屏蔽一切可能产生的干扰。fx2n-4ad-tc的特殊功能模块编号为0。

输入和输出点分配表 这里介绍pid控制改变加热器(热盘管)的加热时间从而实现对温度的闭环控制。

在温度控制系统中,电加热器加热,温度用热电耦检测,与热电耦型温度传感器匹配的模拟量输入模块 fx2n-4ad-tc将温度转换为数字输出,cpu将检测的温度与温度设定值比较,通过plc的pid控制改变加热器的加热时间从而实现对温度的闭环控制。pid控制时和自动调谐时电加热器的动作情况如上图所示。其参数设定内容如下表所示。 三菱plc和fx2n-4ad-tc实现温度pid闭环控制系统程序设计:

用选择开关置x10作为自动调谐控制后的pid控制,用选择开关置x11作为无自动调谐的pid控制。 当选择开关置x10时,控制用参数的设定值在pid运算前必须预先通过指令写入,见图程序0步开始,m8002为初始化脉冲,用mov指令将目标值、输入滤波常数、微分增益、输出值上限、输出值下限的设定值分别传送给数据寄存器d500、d512、d515、d532、d533。 程序第26步,使m0得电,使用自动调谐功能是为了得到最佳pid控制,自动调谐不能自动设定的参数必须通过指令设定,在第29步~47步之间用mov指令将自动调谐用的参数(自动调谐采用时间、动作方向自动调谐开始、自动调谐用输出值)分别传送给数据寄存器d510、d511、d502。 程序第53步开始,对fx2n-4ad-tc进行确认、模式设定,且在plc运行中读取来自fx2n-4ad-tc的数据送到plc的d501中,103步开始对pid动作进行初始化。 第116步开始,x10闭合,在自动调谐后实行pid控制,当自动调谐开始时的测定值达到目标值的变化量变化1/3以上,则自动调谐结束,程序第128步~140步,自动调谐

PID调试步骤说明_温度

锅炉房来蒸汽调节温度-PID调试步骤 气动调节阀-PID调试步骤 调试只在操作画面上,程序和组态都已经完成。工艺描述:气动阀控制开度(位号:TV_101,AO信号 4~20mA),控制温度大小(位号:TIC_101,RTD信号),阀门控制蒸汽大小,蒸汽给原油加温,从而达到控制阀门而控制温度。 1.确认硬件接线无误。 确认仪表安装正确,确认接线无误。 TV_101接线:模块FM151(地址27,即是第2排第7个模块)的第3通道,模块上端子号是9(+)和10(-)。 2.工程师登录。用户名:ECHO 密码:tech 根据操作权限,不是工程师登录是不能进行PID参数整定的。 在其它流程画面正上方功能键里,图案“黄色钥匙”是登录键,“红色钥匙”为退出登录。如图: 在菜单画面也有登录按钮和退出登录按钮。 注意:参数整定后请退出登录,以免操作人员误操作。 3.打开流程画面,打开气动阀PID窗口。 打开工艺流程画面“原由处理1”,下图是整个画面的一部分,控制工艺就在其中。气动调TV_101,油温TIC_101。

点击气动调节阀图标,出现气动阀PID 窗口: 图中:S 代表设定值;P 代表过程值;O 代表输出值。 设定值,自动状态下设定控制温度 过程值,现场仪表温度 输出值,气动阀的开度(0~100%) 量程 自动/手动切换 PID 参数整定,工程师登录有效

点击整定按钮即可进入趋势画面,工程师级别的可以点击此按钮进入整顶画面,完成P、I、D三个参数的调整工作,如下图所示。 工程师登录后可以进行PID参数整定:比例系数P,积分系数I,微分系数D。 4.PID手动调节 手动状态就是在PID窗口打到手动,然后直接点击“输出值”输出阀门开度。温度大小用手动控制阀门开度。 有些不好调节的回路就只能用手动调节。 控制温度50度例子:手动输出阀门开度50%,待温度稳定后,如温度TIC_101>50,则减少阀门开度;如温度TIC_101<50,则增大阀门开度;这样直到温度在50度。 5.PID自动调节 1)设定PID参数。比例系数P,积分系数I,微分系数D 工程师登录后可以进行PID参数整定。首先选一组经验值: 经验值(P=350,I=50,D=5),(P=550,I=30,D=2),(P=100,I=300,D=2)2)手动状态下,输出一个阀门开度,让过程值接近要控制的温度。 3)由手动状态打到自动状态,然后马上设定“设定值”。

智能型数字显示温度控制器使用说明书

XMT-2000 智能型数字显示温度控制器使用说明书 此产品使用前,请仔细阅读说明书,以便正确使用,并妥善保存,以便随时参考。 操作注意 为防止触电或仪表失效,所有接线工作完成后方能接通电源,严禁触及仪表内部和改动仪表。 断电后方可清洗仪表,清除显示器上污渍请用软布或棉纸。显示器易被划伤,禁止用硬物擦拭或触及。 禁止用螺丝刀或书写笔等硬物体操作面板按键,否则会损坏或划伤按键。 1.产品确认 本产品适用于注塑、挤出、吹瓶、食品、包装、印刷、恒温干澡、金属热处理等设备的温度控制。本产品的PID参数可以自动整定,是一种智能化的仪表,使用十分方便,是指针式电子调节器、模拟式数显温控仪的最佳更新换代产品。本产品符合Q/SQG01-1999智能型数字显示调节仪标准的要求。 请参照下列代码表确认送达产品是否和您选定的型号完全一致。 XMT□-□□□□-□ ①②③④⑤⑥ ①板尺寸(mm)3:时间比例(加热) 5:下限偏差报警 省略:80×160(横式) 4:两位PID作用(继电器输出) 6:上下限偏差报警 A:96×96 5:驱动固态继电器的PID调节⑤输入代码 D:72×72 6:移相触发可控硅PID调节 1:热电偶 E:96×48(竖式) 7:过零触发可控硅PID调节 2:热电阻 F:96×48(横式) 9:电流或电压信号的连续PID调节 W:自由信号 G:48×48 ④报警输出⑥馈电变送输出 ②显示方式 0:无报警 V12:隔离12V电压输出 6:双排4位显示 1:上限绝对值报警 V24:隔离24V电压输出 ③控制类型 2:下限绝对值报警 GI4:隔离4-20mA变送输出 0:位式控制3:上下限绝对值报警 2:三位式控制 4:上限偏差报警 2.安装 2.1 注意事项(5)推紧安装支架,使仪表与盘面结合牢固。 (1)仪表安装于以下环境 (2)大气压力:86~106kPa。2.3 尺寸 环境温度:0~50℃。 相对湿度:45~85%RH。 (3)安装时应注意以下情况 H h 环境温度的急剧变化可能引起的结露。 腐蚀性、易燃气体。 直接震动或冲击主体结构。 B l 水、油、化学品、烟雾或蒸汽污染。 b b’ 过多的灰尘、盐份或金属粉末。 空调直吹。阳光的直射。 热辐射积聚之处。 h’ 2.2 安装过程(1)按照盘面开孔尺寸在盘面上打出用来安装单位:mm 仪表的矩形方孔。型号 H×B h×b×1 h’×b’ (2)多个仪表安装时,左右两孔间的距离应大 XTA 96×96 92×92×70 (92+1)×(92+1) 于25mm;上下两孔间的距离应大于30mm。 XTD 72×72 68×68×70 (68+1)×(68+1) (3)将仪表嵌入盘面开孔内。 XTE 96×48 92×44×70 (92+1)×(44+1) (4)在仪表安装槽内插入安装支架 XTG 48×48 44×44×70 (44+1)×(44+1) 3.接线 3.1接线注意 (1)热电偶输入,应使用对应的补偿导线。 (2)热电阻输入,应使用3根低电阻且长度、规格一致的导线。 (3)输入信号线应远离仪表电源线,动力电源线和负荷线,以避免引入电磁干扰。 3.2接线端子 4.面板布置 ①测量值(PV)显示器(红) ?显示测量值。 ?根据仪表状态显示各类提示符。 ②给定值(SV)显示器(绿) ?显示给定值。 ?根据仪表状态显示各类参数。 ③指示灯 ?控制输出灯(OUT)(绿)工作输出时亮。 ?自整定指示灯(AT)(绿) 工作输出时闪烁。 ?报警输出灯1(ALM1)(红)工作输出时亮。 ?报警输出灯2(ALM2)(红)工作输出时亮。 ④SET功能键 ?参数的调出、参数的修改确认。 ⑤移位键 ?根据需要选择参数位,控制输出的ON/OFF。 ⑥▲、▼数字调整键 ?用于调整 数字,启动/退出自整定。

单片机温度控制系统PID设计

毕业论文(论文) 题目名称:单片机温度控制系统PID设计 题目类别:毕业设计 系(部): 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 辅导教师: 时间:至 目录 任务书............................................................ I

毕业设计(论文)开题报告........................................... IV 毕业设计(论文)指导教师审查意见.................... 错误!未定义书签。教师评语.......................................... 错误!未定义书签。摘要............................................................. V Abstract ......................................................... VI 前言........................................................... VII 1 绪论 (1) 1.1选题背景 (1) 1.2 PID算法在控制领域中的应用 (2) 1.3 课题研究的目的及意义 (3) 2 总体方案论证与设计 (4) 2.1方案设计的要求与指标 (4) 2.2方案的可行性分析与方案选择 (4) 2.2.1方案可行性分析 (4) 2.2.2 方案的选择与确定 (6) 2.2.3系统结构框图 (6) 3 温度控制系统硬件设计和软件设计 (8) 3.1 系统硬件设计 (8) 3.1.1系统硬件组成 (8) 3.1.1.1AT89C51单片机的介绍 (8) 3.1.1.2测量温度元件的选择 (9) 3.1.1.3模数转换器ADC0809的介绍 (10) 3.1.1.4键盘和LED显示电路设计 (10) 3.1.1.5温度控制电路设计 (11) 3.2 系统软件设计 (11) 3.2.1主程序流程图及主程序 (11) 3.2.2 T0中断子程序 (15) 3.2.3 A/D转换子程序 (16) 3.2.4 数字滤波子程序 (18) 3.2.5温度标度变换子程序 (19) 3.2.6键盘显示子程序 (19) 3.2.7 PID算法介绍 (21) 4 系统仿真与调试分析 (21) 4.1系统仿真 (21) 4.2系统调试 (21) 5 结束语 (23) 参考文献 (23)

温度控制的PID算法-及C程序实现

温度控制与PID算法 温度控制与PID算法j较为复杂,下面结合实际浅显易懂的阐述一下PID控制理论,将温度控制及PID算法作一个简单的描述。 1.温度控制的框图 这是一个典型的闭环控制系统,用于控制加热温区的温度(PV)保持在恒定的温度设定值(SV)。系统通过温度采集单元反馈回来的实时温度信号(PV)获取偏差值(EV),偏差值经过PID调节器运算输出,控制发热管的发热功率,以克服偏差,促使偏差趋近于零。例如,当某一时刻炉内过PCB板较多,带走的热量较多时,即导致温区温度下降,这时,通过反馈的调节作用,将使温度迅速回升。其调节过程如下:

温度控制的功率输出采用脉宽调制的方法。固态继电器SSR的输出端为脉宽可调的电压U OUT 。当SSR的触发角触发时,电源电压U AN通过SSR的输出端加到发热管的两端;当SSR的触发角没有触发信号时,SSR关断。因此,发热管两端的平均电压为U d=(t/T)* U AN=K* U AN 其中K=t/T,为一个周期T中,SSR触发导通的比率,称为负载电压系数或是占空比,K 的变化率在0-1之间。一般是周期T固定不便,调节t, 当t在0-T的范围内变化时,发热管的电压即在0-U AN之间变化,这种调节方法称为定频调宽法。下面将要描述的PID 调节器的算式在这里的实质即是运算求出一个实时变化的,能够保证加热温区在外界干扰的情况下仍能保持温度在一个较小的范围内变化的合理的负载电压系数K。 2.温度控制的两个阶段 温度控制系统是一个惯性较大的系统,也就是说,当给温区开始加热之后,并不能立即观察得到温区温度的明显上升;同样的,当关闭加热之后,温区的温度仍然有一定程度的上升。另外,热电偶对温度的检测,与实际的温区温度相比较,也存在一定的滞后效应。这给温度的控制带来了困难。因此,如果在温度检测值(PV)到达设定值时才关断输出,可能因温度的滞后效应而长时间超出设定值,需要较长时间才能回到设定值;如果在温度检测值(PV)未到设定值时即关断输出,则可能因关断较早而导致温度难以达到设定值。为了合理地处理系统响应速度(即加热速度)与系统稳定性之间地矛盾,我们把温度控制分为两个阶段。

最新pid调节方法分享s71200pid资料

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。 i_ModeOld: i_SveModeByEnMan: i_StateOld: r_Ctrl_Gain:比例增益(Real) r_Ctrl_Ti:积分作用时间(Real) r_Ctrl_Td:微分作用时间(Real) r_Ctrl_A: r_Ctrl_B: r_Ctrl_C: r_Ctrl_Cycle:PID算法采样时间(Real)

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。

PID调节方法

PID调节方法 PID是由比例、微分、积分三个部分组成的,在实际应用中经常只使用其中的一项或者两项,如P、PI、PD、PID等。就可以达到控制要求...PLC编程指令里都会有PID这个功能指令...至于P,I,D 数值的确定要在现场的多次调试确定.. 比例控制(P): 比例控制是最常用的控制手段之一,比方说我们控制一个加热器的恒温100度,当开始加热时,离目标温度相差比较远,这时我们通常会加大加热,使温度快速上升,当温度超过100度时,我们则关闭输出,通常我们会使用这样一个函数 e(t) = SP – y(t); u(t) = e(t)*P SP——设定值 e(t)——误差值 y(t)——反馈值 u(t)——输出值 P——比例系数 滞后性不是很大的控制对象使用比例控制方式就可以满足控制要求,但很多被控对象中因为有滞后性。 也就是如果设定温度是200度,当采用比例方式控制时,如果P选择比较大,则会出现当温度达到200度输出为0后,温度仍然会止不住的向上爬升,比方说升至230度,当温度超过200度太多后又开始回落,尽管这时输出开始出力加热,但温度仍然会向下跌落一定的温度才会止跌回升,比方说降至170度,最后整个

系统会稳定在一定的范围内进行振荡。 如果这个振荡的幅度是允许的比方说家用电器的控制,那则可以选用比例控制.比例积分控制(PI): 积分的存在是针对比例控制要不就是有差值要不就是振荡的这种特点提出的改进,它常与比例一块进行控制,也就是PI控制。 其公式有很多种,但大多差别不大,标准公式如下: u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) +u0 u(t)——输出 Kp——比例放大系数 Ki——积分放大系数 e(t)——误差 u0——控制量基准值(基础偏差) 大家可以看到积分项是一个历史误差的累积值,如果光用比例控制时,我们知道要不就是达不到设定值要不就是振荡,在使用了积分项后就可以解决达不到设定值的静态误差问题,比方说一个控制中使用了PI控制后,如果存在静态误差,输出始终达不到设定值,这时积分项的误差累积值会越来越大,这个累积值乘上Ki后会在输出的比重中越占越多,使输出u(t)越来越大,最终达到消除静态误差的目的。 PI两个结合使用的情况下,我们的调整方式如下: 1、先将I值设为0,将P值放至比较大,当出现稳定振荡时,我们再减小P 值直到P值不振荡或者振荡很小为止(术语叫临界振荡状态),在有些情况下,

BWY(WTYK)-802、803温度控制器说明书中文

感谢您使用本厂产品 使用前请认真阅读产品使用说明书 目录 一、概况 (1) 二、工作原理 (5) 三、主要技术指标 (5) 四、安装及使用 (5) 五、注意事项 (10) 六、附录Pt100工业铂电阻分度值表 (11)

一、概况 1、温度控制器根据沈阳变压器研究所制订的JB/T6302《变压器用压力式温度计》标准的命名 如下: 2 2、温度控制器根据JB/T9236《工业自动化仪表产品型号编制原则》的要求产品命名如下: 2

BWY(WTYK)系列温度控制器的成套性和适用性

图一 系列温度控制器外形及安装尺寸B W Y (W T Y K )

二、工作原理 变压器温度控制器(以下简称温控器),主要由弹性元件、毛细管、温包和微动开关组成。当温包受热时,温包内感温介质受热膨胀所产生的体积增量,通过毛细管传递到弹性元件上,使弹性元件产生一个位移,这个位移经机构放大后指示出被测温度并带动微动开关工作,从而控制冷却系统的投入或退出。 BWY(WTYK)-802A、803A温控器采用复合传感器技术,即仪表温包推动弹性元件的同时,能同步输出Pt100热电阻信号,此信号可远传到数百米以外的控制室,通过XMT数显温控仪同步显示并控制变压器油温。也可通过数显仪表,将Pt100铂电阻信号转换成与计算机联网的直流标准信号(0~5)V、(1~5)V或(4~20)mA输出。 三、主要技术指标 (一)BWY(WTYK)-802、803型 1、正常工作条件:(-40~+55)℃ 2、测量范围:(-20~+80)℃ (0~+100)℃ (0~+120)℃ (0~+150)℃ 3、指示精确度: 1.5级 4、控制性能:①设定范围:全量程可调 ②设定精确度:±3℃ ③开关差: 6±2℃ ④额定功率: AC 250V/3A ⑤标准设定值:802:K1=55℃; K2=80℃ 803:K1=55℃; K2=65℃ K3=80℃ 5、仪表安装尺寸:详见外形及安装尺寸图 (二)BWY(WTYK)-802A、803A型 1~5条同上。 6、输出Pt100铂电阻信号(附分度值) (三)XMT-288F数显温控仪,另附说明书。 (四)XMT-288FC数显温控仪,另附说明书。 四、安装及使用 (一)BWY(WTYK)-802、803型温控器

温度的PID控制及程序示例

温度的PID 控制 一.温度检测部分首先要OK. 二、PID 调节作用 PID 控制时域的公式 ))()(1)(()(?++ =dt t de Td t e Ti t e Kp t y 分解开来: (1) 比例调节器 y(t) = Kp * e(t) e(k) 为当前的温差(设定值与检测值的插值) y(k) 为当前输出的控制信号(需要转化为PWM 形式) # 输出与输入偏差成正比。只要偏差出现,就能及时地产生与之成比例的调节 作用,使被控量朝着减小偏差的方向变化,具有调节及时的特点。但是, Kp 过大会导致动态品质变坏,甚至使系统不稳定。比例调节器的特性曲线. (2) 积分调节器 y(t) = Ki * ∫(e(t))dt Ki = Kp/Ti Ti 为积分时间 #TI 是积分时间常数,它表示积分速度的大小,Ti 越大,积分速度越慢,积分作用越弱。只要偏差不为零就会产生对应的控制量并依此影响被控量。增大Ti 会减小积分作用,即减慢消除静差的过程,减小超调,提高稳定性。 (3) 微分调节器 y(t) = Kd*d(e(t))/dt Kd = Kp*Td Td 为微分时间 #微分分量对偏差的任何变化都会产生控制作用,以调整系统输出,阻止偏差变化。偏差变化越快,则产生的阻止作用越大。从分析看出,微分作用的特点是:加入微分调节将有助于减小超调量,克服震荡,使系统趋于稳定。他加快了系统的动作速度,减小调整的时间,从而改善了系统的动态性能。 三.PID 算法: 由时域的公式离散化后可得如下公式:

y(k) = y(k-1)+(Kp+Ki+Kd)*e(k)-(Kp +2*Kd)*e(k-1) + Kd*e(k-2) y(k) 为当前输出的控制信号(需要转化为PWM形式) y(k-1)为前一次输出的控制信号 e(k) 为当前的温差(设定值与检测值的插值) e(k-1) 为一次前的温差 e(k-2) 为二次前的温差 Kp 为比例系数 Ki = Kp*T/Ti T为采样周期 Kd = Kp*Td/T 四.PID参数整定(确定Kp,Ts,Ti,Td): 温度控制适合衰减曲线法,需要根据多次采样的数据画出响应曲线。 所以需要通过串口将采样时间t, 输出y(t)记录下来,方便分析。 1)、不加入算法,系统全速加热,从常温加热到较高的温度的时间为Tk, 则采样时间一般设为 T = Tk/10。 2)、置调节器积分时间TI=∞,微分时间TD=0,即只加比例算法: y(k) = y(k-1)+Kp*e(k) 比例带δ置于较大的值。将系统投入运行。(δ = 1/Kp) 3)、待系统工作稳定后,对设定值作阶跃扰动,然后观察系统的响应。若响应振荡衰减太快,就减小比例带;反之,则增大比例带。如此反复,直到出现如图所示的衰减比为4:1的振荡过程时,记录此时的δ值(设为δS),以及TS 的值(如图中所示)。当采用衰减比为10:1振荡过程时,应用上升时间Tr替代 振荡周期TS计算。 系统衰减振荡曲线 图中,TS为衰减振荡周期,Tr为响应上升时间。 据表中所给的经验公式计算δ、TI及TD的参数。

PID调节方法

1、先调节P值(I、D均为0),使其调节速度达到要求。P值增减先按倍 数处理(乘2或除2),直到超越了要求,再将前后两个值取平均值。 2、再根据调节偏差处理I的取值,该值从大往小试验,温度调节初始值可以从10min开始,而流量、压力可以从1min开始。直到偏差小到符合要求。 3、D值只在超调量过大时采用,取值从小往大试验,以超差幅度小于允许值, 又不发生震荡为度。 1. PID常用口诀: 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, 2. 一看二调多分析,调节质量不会低 2.PID控制器参数的工程整定,各种调节 系统中P.I.D参数经验数据以下可参照:温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s, 液位L: P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。 PID控制原理与PID参数的整定方法 PID是比例、积分、微分的简称,PID控制的难点不是编程,而是控制器的参数整定。参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义,PID控制的原理可以用人对 炉温的手动控制来理解。阅读本文不需要高深的数学知识。 1.比例控制 有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温,可以获得非常好的控制品质,PID控制 与人工控制的控制策略有很多相似的地方。 下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。 假设用热电偶检测炉温,用数字仪表显示温度值。在控制过程中,操作人员用眼睛读取炉温,并与炉温给定值比较,得到温度的误差值。然后用手操作电位器,调节加热的电流,使 炉温保持在给定值附近。 操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置(我们将它称为位置L),并根 据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。炉温小于给定值时,误差 为正,在位置L的基础上顺时针增大电位器的转角,以增大加热的电流。炉温大 于给定值时,误差为负,在位置L的基础上反时针减小电位器的转角,并令转角与位置L的差值与误差成正比。 上述控制策略就是比例控制,即PID控制器输出中的比例部分与误差成正比。 闭环中存在着各种各样的延迟作用。例如调节电位器转角后,到温度上升到新的 转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。由于延迟因素的存在,调节电位器转角后 不能马上看到调节的效果,因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟 作用。比例控制的比例系数如果太小,即调节后的电位器转角与位置L的差值太小,调节的力度不够,使系统输出量变化缓慢,调节所需的总时间过长。比例系数如果过大,即

计算机控制系统课设报告--数字温度PID控制器的设计

《计算机控制系统A》课程设计 任务书 一、目的与要求 1、通过本课程设计教学环节,使学生加深对所学课程内容的理解和掌握; 2、结合工程问题,培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力; 3、培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力; 4、要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法,根据工程问题和实际应用方案的要 求,进行方案的总体设计和分析评估; 5、报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。 二、主要内容 1、数字控制算法分析设计; 2、现代控制理论算法分析设计; 3、模糊控制理论算法分析设计; 4、过程数字控制系统方案分析设计; 5、微机硬件应用接口电路设计; 6、微机应用装置硬件电路、软件方案设计; 7、数字控制系统I/O通道方案设计与实现; 8、PLC应用控制方案分析与设计; 9、数据通信接口电路硬件方案设计与性能分析; 10、现场总线控制技术应用方案设计; 11、数控系统中模拟量过程参数的检测与数字处理方法; 12、基于嵌入式处理器技术的应用方案设计; 13、计算机控制系统抗干扰技术与安全可靠性措施分析设计; 14、计算机控制系统差错控制技术分析设计; 15、计算机控制系统容错技术分析设计; 16、工程过程建模方法分析; 三、进度计划 序号设计内容完成时间备注 1 选择课程设计题目,查阅相关文献资料7月13日 2 文献资料的学习,根据所选题目进行方案设计7月14日

3 讨论设计内容,修改设计方案7月15日 4 撰写课程设计报告7月16日 5 课程设计答辩7月17日 四、设计成果要求 1、针对所选题目的国内外应用发展概述; 2、课程设计正文内容包括设计方案、硬件电路和软件流程,以及综述、分析等; 3、课程设计总结或结论以及参考文献; 4、要求设计报告规范完整。 五、考核方式 通过系统设计方案、总结报告、图文质量和学习与设计态度综合考评,并结合学生的动手能力,独立分析解决问题的能力和创新精神等。 《计算机控制系统课程设计》成绩评定依据如下: 1、撰写的课程设计报告; 2、独立工作能力及设计过程的表现; 3、答辩时回答问题的情况。 优秀:设计认真,设计思路新颖,设计正确,功能完善,且有一定的独到之处,打印文档规范; 良好:设计认真,设计正确,功能较完善,且有一定的独到之处,打印文档规范; 及格:设计基本认真,设计有个别不完善,但完成基本内容要求,打印文档较规范; 不及格:设计不认真,未能完成设计任务,打印文档较乱或出现抄袭现象者。 说明: 同学选择题目要尽量分散,并且多位同学选同一个题目时,要求各自独立设计,避免相互参考太多,甚至抄袭等现象。 学生姓名:苏印广 指导教师:李士哲 2015年7月17日

温度PID控制实验

温度PID 控制实验 一、实验目的 1.加深对PID 控制理论的理解; 2.认识Labview 虚拟仪器在测控电路的应用; 3.掌握时间比例P、积分I、微分D 对测控过程连续测控的影响以及提高测控系统的精度; 4.通过实验,改变P、I、D 参数,观察对整个温度测控系统的影响; 5.认识固态继电器和温度变送器,了解其工作原理。 二、预习要点 1.PID 控制理论与传递函数。请学生在0-100 的范围里,自己选择较好的KP,KI,KD 值,用该控制参数进行后续实验; 2.了解A/D、D/A 转换原理; 3.Labview 虚拟仪器图形软件(本实验指导书附录中对使用环境详细介绍)。 三、实验原理 温度是通过固态继电器的导通关断来实现加热的,控制周期即是一个加热和 冷却周期,PID 调节的实现也是通过这个周期实现的,在远离温度预设值的时固 态继电器在温度控制周期中持续加热(假设导通时间是T),在接近温度预设值 时通过PID 得到的值来控制这一周期内固态继电器的开关时间(假设导通时间是 1/2T)维持温度(假设导通时间是1/4T)。如图1 所示: 图1 加热周期控制示意图 8 四、实验项目 1.用PID 控制水箱温度; 2.用控制效果对比完成数据对比操作,选出最佳值。 五、实验仪器 ZCK-II 型智能化测控系统。 六、实验步骤及操作说明 1.打开仪器面板上的总电源开关,绿色指示灯亮起表示系统正常;

2.打开仪器面板上的液位电源开关,绿色指示灯亮起表示系统正常; 3,确保贮水箱内有足够的水,参照图2 中阀门位置设置阀门开关,将阀门1、3、5、6 打开,阀门2、4 关闭; 图2 水箱及管道系统图 4.参看变频器操作说明书将其设置在手动操作挡; 5.单击控制器RUN 按钮,向加热水箱注水,直到水位接近加热水箱顶部,完 全 淹没加热器后单击STOP 按钮结束注水; 6.关闭仪器面板上的液位电源开关,红色指示灯亮起表示系统关闭; 7.打开仪器面板上的加热电源开关,绿色指示灯亮起表示系统正常; 8.打开计算机,启动ZCK-II 型智能化测控系统主程序; 9.用鼠标单击温度控制动画图形进入温度控制系统主界面,小组实验无须在个 人信息输入框填写身份,直接确定即可; 10.在温度系统控制主界面中,单击采集卡测试图标,进入数据采集卡测试程序。 请在该选项中确定选择设备号为端口1,因为我们接入数据采集卡的端口是1 号 9 端口,其他数据端口留做其他方面使用的,所以切记不能选错,否则程序会报 错 并强制关闭。选择采集通道时请选择0 号通道即温度传感器占用的通道。控制上、 下限选项是为设置报警电路所预设的,在本实验中暂未起用该功能,感兴趣的 同 学可以试着完善它,本实验报警数值是+1V 以下和+5V 以上,这里只做了解即可。 采样点数(单位:个)、采样速率(单位:个/秒)和控制周期(单位:毫秒) 请 参照帮助显示区进行操作,一切设置确认无误后即可单击启动程序图标,观察 温 度和电压的变化,也可以单击冷却中左边的开关按钮进入加热程序,观察温度 上 升曲线及电流表和电压表变化,确认传感器正常工作后点击程序结束,等待返 回 主界面图标出现即可返回温度控制主界面进入下一步实验。 11.在温度系统控制主界面中,单击传感器标定图标,进入传感器标定程序。 本 程序界面和数据采集卡测试程序界面基本相同,操作请参照步骤10 进行,一切 设置确认无误后即可单击启动程序图标,观察温度和电压的变化,同时用温度

PID调试步骤(精)

1. PID调试步骤 没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。现在一些时髦点的调节器基本源自PID。甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的吗。 为什么PID应用如此广泛、又长久不衰? 因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。 由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤: 1.负反馈 自动控制理论也被称为负反馈控制理论。首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。其余系统同此方法。 2.PID调试一般原则 a.在输出不振荡时,增大比例增益P。 b.在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。 c.在输出不振荡时,增大微分时间常数Td。 3.一般步骤 a.确定比例增益P 确定比例增益P 时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。 b.确定积分时间常数Ti 比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PID 的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。 c.确定微分时间常数Td 积分时间常数Td一般不用设定,为0即可。若要设定,与确定 P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。 d.系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。 2.PID控制简介 目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前,PID控制及其控制器或智能

CH402型温度控制器使用说明书

附: CH402型温度控制器使用说明书 一简介: 该温度控制器利用精密的铂电阻来传递温度信号,采用先进的部控制模块,优化了各个控制参数之间的关系,并进一步加强了自适应功能在各种条件的适应调节的功能,使之在温度控制方面表现得更为突出。 CH402的电源输入可选用工频交流电220V,直流24V;输入可以是电阻信号,也可以使用热电偶;继电器输出为24V直流电;另外CH402还具有报警输出端。 二 CH402的面板 1——PV 实际温度显示(绿色显示)。 2——SV 设定温度显示(桔红显示)。 3——AT 自调节功能显示(绿灯)。 OUT1 输出控制显示(绿灯)。 ALM1 报警输出显示(红灯)。 OUT1 ALM1 未扩展。 4——SET 用来选择设定各个参数的键。 5——R/S 用来改变数据位(参数设定时), 控制温控器的开关。 6——用于数字的减少(参数设定时)。 7——用于数字的增加(参数设定时)。

三:CH402显示信息说明 在刚接通电源的时候,CH402会显示: 然后显示: 随后即为正常工作显示,在设定参数时,PV会显示各种功能的代表符号,特列举在下: 各符号功能列表

附:表一 四:参数设定说明: 1、在使用SET键功能时:按一下,即SV温度可设,R/S为选择所要改动的数据位;按定SET键超过2秒钟,既出现表中所列的功能选项,再按SET键,可选择需要设定的参数项,R/S为选择所要改动的数据位。各位数字的调节则由另外两键来调节。 2、在使用R/S的开关功能时,也需要按住R/S超过1秒后。 3、使用自动调节的功能时,外界环境与正常实验时相同,温度的变化必须是一个完整连续的过程,这样才能获得一系列比较满意的自

PID温度控制系统的设计

PID温度控制系统的设计 介紹以单片机为核心的PID控制温度控制系统,并给出了系统的硬件与软件设计方案。实验结果显示该系统的先进性。 标签:温控系统单片机PID控制 0 引言 控制仪表性能指标对温度控制有很大的影响,因此,常采用高性能调节仪表组成温控系统对被控对象(温度)进行严格控制。本文介绍以单片机AT89C51为核心器件构成的温度控制系统,它具有测量、控制精度高、成本低、体积小、功耗低等优点,可制成单机,广泛应用于冶金、化工、食品加工等行业对温度进行精确控制。 1 温控系统结构与工作原理 温控系统的结构如图1所示。热电偶测量出电炉的实际温度(mv信号),经放大、线性化、A/D转换处理后送入单片机接口。由键盘敲入设定温度值,此值与经A/D转换过的炉温信号存在一差值(假如两者温度不一致),由单片机PID调节电路进行比例、微分及变速积分算法对温控箱进行恒温控制。该系统采用传统的AT89C52单片机,其硬、软件完全符合系统的要求,为满足测控精确度的要求,A/D 电路选用12位转换器,分辨率为2-12。本系统采用三相数字过零触发器对六只晶闸管(Y/△接法均可)进行输出功率控制,即在电源电压过零时触发晶闸管,利用PID信号产生的控制信号使电流每周期按规定的导通波头数导通负载,达到控制输出功率,也就是控制炉温的目的。采用过零触发可减少电网谐波的产生,触发器与单片机光电隔离,可减少电网对微机的干扰,调功方式下电加温炉的平均功率为:P=3nU2/NR(1) 式中:P为输入电炉的功率;R为电炉的等效电阻;U为电网相电压;n为允许导通的波头数;N为设定的波头数。 注:公式(1)为负载Y接法适用 2 系统控制软件设计 2.1 PID参数的优化系统采用遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)离线优化PID参数[1]。20世纪70年代由美国J.Holland教授提出的遗传算法(GA)[2]是一种模拟生物进化过程的随机化搜索方法。它采用多路径搜索,对变量进行编码处理,用对码串的遗传操作代替对变量的直接操作,从而可以更好的处理离散变量。GA用目标函数本身建立寻优方向,无需求导求逆等复导数数学运算,且可以方便的引入各种约束条件,更有利于得到最优解,适合于处理混合非线性规划和多目标优化。系统采用二进制编码选择来操作,我们称为染色体串(0或1),每个串表

完整介绍pid调试方法

1.1 衰减曲线法 衰减曲线法是在总结临界比例带法基础上发展起来的,它是利用比例作用下产生的4:1衰减振荡(ψ=0.75)过程时的调节器比例带δs 及过程衰减周期s T , 据经验公式计算出调节器的各个参数。 衰减曲线法的具体步骤是: (1)置调节器的积分时间i T →∞,微分时间d T →0,比例带δ为一稍大的值;将系统投入闭环运行。 (2)在系统处于稳定状态后作阶跃扰动试验,观察控制过程。如果过渡过程衰减率大于0.75,应逐步减小比例带值,并再次试验,直到过渡过程曲线出现4:1的衰减过程。记录下4:1的衰减振荡过程曲线,如图所示的曲线上求取ψ=0.75时的振荡周期s T 结合此过程下的调节器比例带s δ,按表计算出调节器的各个参数。 表衰减曲线法计算公式 4:1衰减曲线法PID 参数整定经验公式 10:1衰减曲线法PID 参数整定经验公式

图衰减曲线 (3)按计算结果设置好调节器的各个参数,作阶跃扰动试验,观察调节过程,适当修改调节器参数,到满意为止。 与临界比例带法一样,衰减曲线法也是利用了比例作用下的调节过程。从表3-5可以发现,对于ψ=0.75,采用比例积分调节规律时相对于采用比例调节规律引入了积分作用,因此系统的稳定性将下降,为了仍然能得到ψ=0.75的衰减

率,就需将s δ放大1.2倍后作为比例积分调节器的比例带值。 1.2临界比例带法 临界比例带法又称边界稳定法,其要点是将调节器设置成纯比例作用,将系统投入自动运行并将比例带由大到小改变,直到系统产生等幅振荡为止。这时控制系统处于边界稳定状态,记下此状态下的比例带值,即临界比例带K δ以及振荡周期K T ,然后根据经验公式计算出调节器的各个参数。可以看出临界比例带法无需知道对象的动态特性,直接在闭环系统中进行参数整定。 临界比例带法的具体步骤是: (1)将调节器的积分时间置于最大,即i T →∞;置微分时间d T =0;置比例带δ于一个较大的值。 (2)将系统投入闭环运行,待系统稳定后逐渐减小比例带δ,直到系统进入等幅振荡状态。一般振荡持续4~5个振幅即可,试验记录曲线如图3-7所示。 图等幅振荡曲线 (3)据记录曲线得振荡周期K T ,此状态下的调节器比例带为K δ,然后按表3-6计算出调节器的各个参数。 表1 临界比例带法计算公式()75.0=ψ (4)将计算好的参数值在调节器上设置好,作阶跃响应试验,观察系统的调节过程,适当修改调节器的参数,直到调节过程满意为止。

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