第1章 PID控制指令
pid零基础详解
PID控制器是一种常用的闭环控制方案，它通过对系统的误差进行反馈调整，以实现
目标状态的控制。
PID控制器由三个控制参数组成：比例系数（Proportional）、积分
时间（Integral）和微分时间（Derivative），因此也称为比例-积分-微分控制器。
以下是PID控制器的三个控制参数的作用及其工作原理：
1. 比例系数（P）：P控制器是最基本的控制器，它根据当前误差信号与目标值之间的
差异，产生一个输出量，该输出量与误差成正比。
比例系数越大，控制器对误差的响
应越快，但可能会引起系统震荡。
2. 积分时间（I）：I控制器根据误差信号与目标值之间的积分结果，产生一个输出量，该输出量与系统误差积分成正比。
积分时间越长，控制器对系统的稳态误差越敏感，
但可能会引起系统的超调。
3. 微分时间（D）：D控制器根据误差信号与目标值之间的变化率，产生一个输出量，该输出量与误差变化率成正比。
微分时间越短，控制器对系统的响应越快，但可能会
引起系统噪声的放大。
PID控制器通过对这三个控制参数的调整，可以实现对系统的动态响应性能和稳态精
度的优化。
在实际应用中，需要根据具体的系统特性进行参数调试，以达到最佳的控
制效果。
总之，PID控制器是一种常用的闭环控制方案，具有简单、可靠、易于实现等优点，
在工业自动化、机器人控制、电子设备等领域得到广泛应用。
GX-WORKS2操作手册(简单工程功能块篇)
ㅔ 㛑 ㆛㓐 )$䕃ӊA - 1●安全注意事项●(使用之前请务必阅读)使用本产品之前，应仔细阅读本手册及本手册中所介绍的关联手册，同时在充分注意安全的前提下正确地操作。
本手册中的注意事项仅记载了与本产品有关的内容。
关于可编程控制器系统方面的安全注意事项，请参阅CPU 模块的用户手册。
本手册中，安全注意事项被分为注意根据情况不同，即使对两级注意事项都须遵照执行，因为它们对于操作人员安全是至关重要的。
妥善保管本手册，放置于操作人员易于取阅的地方，并应将本手册交给最终用户。
[设计注意事项][启动、维护时的注意事项]●关于产品的应用●(1)在使用三菱可编程控制器时，应该符合以下条件:即使在可编程控制器设备出现问题或故障时也不会导致重大事故，并且应在设备外部系统地配备能应付任何问题或故障的备用设备及失效安全功能。
(2)三菱可编程控制器是以一般工业用途等为对象设计和制造的通用产品。
因此，三菱可编程控制器不应用于以下设备·系统等特殊用途。
如果用于以下特殊用途，对于三菱可编程控制器的质量、性能、安全等所有相关责任(包括但不限于债务未履行责任、瑕疵担保责任、质量保证责任、违法行为责任、制造物责任)，三菱电机将不负责。
·面向各电力公司的核电站以及其它发电厂等对公众有较大影响的用途。
·用于各铁路公司或公用设施目的等有特殊质量保证体系要求的用途。
·航空航天、医疗、铁路、焚烧·燃料装置、载人移动设备、载人运输装置、娱乐设备、安全设备等预计对人身财产有较大影响的用途。
然而，对于上述应用，如果在限定于具体用途，无需特殊质量(超出一般规格的质量等)要求的条件下，经过三菱电机的判断也可以使用三菱可编程控制器，详细情况请与当地三菱电机代表机构协商。
A - 2修订记录*本手册号在封底的左下角。
印刷日期*手册编号修改内容2011年10月SH(NA)-081046CHN-A第一版2012年6月SH(NA)-081046CHN-B第二版部分改版2013年3月SH(NA)-081046CHN-C第三版部分改版2013年7月SH(NA)-081046CHN-D第四版部分改版日文手册原稿: SH-080983-H本手册不授予工业产权或任何其它类型的权利，也不授予任何专利许可。
西门子plc指令
1.10 LDNI指令：载入立即常闭触点
1.11 ANI指令：串联立即常闭触点
1.12 ONI指令：并联立即常闭触点
1.13 NOT指令：改变使能位输入状态
1.14 EU指令：上升边缘检测
1.15 ED指令：下降边缘检测
1.16 ALD指令：触点块串联
2.40 LDD指令：载入双字不等于
2.41 AD指令：与运算双字不等于
2.42 OD指令：或运算双字不等于
2.43 LDD=指令：载入双字大于或等于
2.44 AD=指令：与运算双字大于或等于
2.45 OD=指令：或运算双字大于或等于
2.46 LDD=指令：载入双字小于或等于
2.23 AW指令：与运算字不等于
2.24 OW指令：或运算字不等于
2.25 LDW=指令：载入字大于或等于
2.26 AW=指令：与运算字大于或等于
2.27 OW=指令：或运算字大于或等于
2.28 LDW=指令：载入字小于或等于
2.29 AW=指令：与运算字小于或等于
2.30 OW=指令：或运算字小于或等于
3.7 DTS指令：长整数转换至字符串
3.8 ROUND指令：取整为长整数
3.9 TRUNC指令：截断为长整数
3.10 RTS指令：实数转换至பைடு நூலகம்符串
3.11 BCDI指令：BCD码转换为整数
3.12 IBCD指令：整数转换为BCD码
3.13 ITA指令：整数转换至ASCII码
11.11 RRW指令：循环右移字
11.12 RLD指令：循环右移双字
11.13 SHRB指令：寄存器位移
过程控制系统 第1章
1.1控制理论与过程控制系统的发展状况（续）
1970年左右起，为了解决大规模复杂系统的 优化与控制问题，现代控制理论和系统理论相 结合，逐步发展形成了大系统理论 （Mohammad，1983）。
核心思想是系统的分解与协调，多级递阶优化与
控制（Mesarovie，1970）正是应用大系统理论的 典范。 大系统理论仍未突破现代控制理论的基本思想与 框架，除了高维线性系统之外，它对其它复杂系 统仍然束手无策。
③操纵变量：受控制器操 纵的用以克服干扰的影 响，使被控变量保持设 定值的物料量或能量 （流过控制阀介质的流 量）。 ④扰动：除操纵变量外， 作用于被控过程并引起 被控变量变化的因素 （使被控变量偏离
图7-4 锅炉汽包水位控制
操纵变量：水的流量 扰动：水压力、蒸汽压力
⑤设定值：工艺参数 所要求保持的数值 ⑥偏差：被控变量设 定值与实际值之差
蒸汽 汽 包
给水
操作人员所进行的工作有三方面:
①检测
用眼睛观察玻璃管液位计液位的高 低,并通过神经系统告诉大脑. 大脑根据眼睛看到的液位高度 , 加以思考分析 , 然后根据操作经 验,经思考决策后发出命令。 根据大脑发出的命令 , 通过双手去 改变阀门开度.
②运算、命令 ③执行
2 自动控制
自动化装置的三个部分分别是 ： ①测量元件与变送器
控制变压器活动触点的位 置即改变了输入电压，则 通过电阻丝的电流将产生 变化，使恒温箱得到不同 的温度。 被控变量是恒温箱的温度， 经热电偶测量并与设定值 比较后，其偏差经过放大 器放大，控制电动机的转 向，然后经过传动装置， 移动变压器的活动触点位 置。结果使偏差减少，直 到温度达到给定值为止。
随动控制系统
1.2.4 控制系统的分类
信捷PLC培训10-PID
Wy
第二节 PID指令
信以致远捷行弘毅
指令说明如图所示：
S1·
X0
PID
D0
S1·
X0
PID
D0
S2·
D10
S3·
D4000
D·
D100
S2·
S3·
D·
D10 D4000 Y0
其中个操作数的含义如下表：
操作数 S1 S2 S3 D
Wy
第三节 PID应用
信以致远捷行弘毅
下面介绍几种常见控制系统的经验值供用户参考：
温度系统：P（%）2000 ~ 6000， I（分钟）3 ~ 10， D（分钟）0.5 ~ 3 流量系统：P（%）4000 ~ 10000，I（分钟）0.1 ~ 1 压力系统：P（%）3000 ~ 7000， I（分钟）0.4 ~ 3 液位系统：P（%）2000 ~ 8000， I（分钟）1 ~ 5
调节器就是人的大脑，就是一个调节系统的核心。任何一个 控制系统，只要具备了带有PID的大脑或者说是控制方法，那它 就是自动调节系统。
如果没有带PID 的控制方法呢？那可不一定不是自动调节系 统，因为后来又涌现各种控制思想。比如时下研究风头最劲的模 糊控制，以前还有神经元控制等等；后来又产生了具有自组织能 力的调节系统，说白了也就是自动整定参数的能力；还有把模糊 控制，或者神经元控制与PID 结合在一起应用的综合控制等等。
D4002.7 (R )
// 开始PID，D0为目标值，D10 为测量值， D4000开始为PID参数区，将PID控制结果通过 Y0端口输出
// PID控制结束，关闭自整定PID模式
M1 (R )
基于单片机的恒温箱温度控制系统毕业论文带pid控制
第1章绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID,程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益。
本文采用单片机STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。
单片机STC89C52能够根据温度传感器DS18B20所采集的温度在LCD1602液晶屏上实时显示，通过PID控制从而把温度控制在设定的范围之内。
通过本次课程实践，我们更加的明确了单片机的广泛用途和使用方法，以及其工作的原理。
1.2国内外发展状况温度控制采用单片机设计的全数字仪表，是常规仪表的升级产品。
温度控制的发展引入单片机之后，有可能降低对某些硬件电路的要求，但这绝不是说可以忽略测试电路本身的重要性，尤其是直接获取被测信号的传感器部分，仍应给予充分的重视，有时提高整台仪器的性能的关键仍然在于测试电路，尤其是传感器的改进。
现在传感器也正在受着微电子技术的影响，不断发展变化。
恒温系统的传递函数事先难以精确获得，因而很难判断哪一种控制方法能够满足系统对控制品质的要求。
但从对控制方法的分析来看，PID控制方法最适合本例采用。
另一方面，由于可以采用单片机实现控制过程，无论采用上述哪一种控制方法都不会增加系统硬件成本，而只需对软件作相应改变即可实现不同的控制方案。
因此本系统可以采用PID的控制方式，以最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。
现在国内外一般采用经典的温度控制系统。
采用模拟温度传感器对加热杯的温度进行采样,通过放大电路变换为 0～5V 的电压信号,经过A/D 转换,保存在采样值单元;利用键盘输入设定温度,经温度标度转换转化成二进制数,保存在片内设定值单元;然后调显示子程序,多次显示设定温度和采样温度,再把采样值与设定值进行 PID 运算得出控制量,用其去调节可控硅触发端的通断,实现对电阻丝加热时间的控制, 以此来调节温度使其基本保持恒定。
PID由入门到精通
PID由入门到精通由入门到精通－－－－吃透PID２．０版第一章自动调节系统的发展历程1-1 没有控制理论的世界1-2 控制论1-3负反馈1-4 PID1-5 怎样投自动1-6 观察哪些曲线1-7PID的基本原理1-8PID的曲线1-9怎样判断PID第二章吃透PID2-1 几个基本名词2-2 P——纯比例作用趋势图的特征分析2-3 I——纯积分作用趋势图的特征分析2-4 D——纯微分作用趋势图的特征分析2-5 比例积分作用的趋势特征分析2-6 比例积分微分作用的趋势特征分析2-7 整定参数的几个原则2-8 整定比例带2-9 整定积分时间2-10 整定微分时间2-11 比例积分微分综合整定2-12 自动调节系统的质量指标2-13 整定系统需要注意的几个问题2-14 整定参数的几个认识的误区2-15 其它先进控制方法简介第三章第三章火电厂自动调节系统3-1 火电厂自动调节系统的普遍特点3-2 自动调节系统的构成3-3 自动调节系统的跟踪3-4 高低加水位自动调节系统一、基本控制策略二、自平衡能力三、随动调节系统四、对于系统耦合的解决办法五、几个问题：六、偏差报警与偏差切除3-5 汽包水位调节系统一、任务与重要性二、锅炉汽包三、虚假水位四、影响汽包水位的因素五、制定控制策略六、捍卫“经典”七、正反作用与参数整定八、特殊问题的处理方法九、变态调节3-6 过热器温度调节系统一、迟延与惯性二、重要性三、干扰因素四、一级减温水调节系统五、导前微分自动调节系统六、导前微分系统的参数整定七、串级调节系统八、级调节系统的参数整定九、修改控制策略，增加抑制干扰能力十、变态调节方案3-6主汽压力一、重要性二、干扰因素三、直接能量平衡公式四、间接能量平衡五、控制策略六、参数整定3-7协调一、重要性一、干扰因素二、机跟炉三、参数整定四、炉跟机五、参数整定六、负荷前馈七、压力前馈八、耦合与解耦九、特殊解耦十、一次调频十一、AGC3-8 磨煤机优化燃烧杨过出了一会神，再伸手去会第二柄剑，只提起数尺，呛□一声，竟然脱手掉下，在石上一碰，火花四溅，不禁吓了一跳。
PID调节温度自动控制系统
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下面的指令序列将上述的转换后得到的AC0中 的双极性实数(其中Span-64000)转换成0.0-1.0 之间的实数。
3．回路输出转换为成比例的整数
回路输出即PID控制器的输出，它是标准化的 0.0-1.0之间的实数。将回路输出送给D／A转 换器之前，必须转换成16位二进制整数。这一 过程是将PV与SP转换成标准化数值的逆过程。 第一步用下面的公式将回路输出转换为实数：
PID指令
类似于计数器指令，PID指令有一个能流记忆 位，用该位检测到EN输入端的能流从0到1的 正跳变时，指令将执行一系列的操作，使PID 从手动方式切换到自动方式。为了实现手动方 式到自动方式的无扰动切换，转换前必须把当 前的手动控制输出值写入回路表的参数Mn。 PID指令对回路表内的值进行下列操作，保证 检测到能流从0到1的正跳变时，从手动方式无 扰动地切换到自动方式：
1)令给定值(SPn)=过程变量的当前值(PVn)。 2)令上一次的过程变量(PVn-1)=过程变量的当 前值(PVn)。 3)令积分和(MX)=输出值(Mn)。 PID的能流记忆位的默认值为1，在启动 CPU或从STOP方式转换到RUN方式时它被 置位。进入RUN方式后PID指令首次有效时， 没有检测到使能位的正跳变，就不会执行无扰 动的切换操作。
转换的第一步是将给定值或A／D转换后得到 的整数值由16位整数转换成浮点数。下面的指 令序列提供了实现这种转换的方法。
转换的下一步是将实数进一步转换成0.0-1.0之 间的标准化实数。可以用下面的公式对给定值 及过程变量进行标准化；
式中，RNorm是标准化实数值；RRaw是标准化前的 原始值或实数值；偏移量Offset对单极性变量为0.0， 对双极性变量为0.5；Span是取值范围，等于变量的最 大值减去最小值，单极性变量的典型值为32000，双 极性变量的典型值为64000。
6．PID指令向导的应用
点击编程软件指令树中的“＼向导＼PID”图标， 或执行菜单命令“工具”一“指令向导”，在 出现的对话框中，设置PID回路的编号、设定 值的范围、增益、采样周期、积分时间、微分 时间、输入输出量是单极性还是双极性，以及 它们的变化范围。还可以设置是否使用报警功 能，以及占用的v存储区地址。 完成了向导中的设置工作后，将会自动生成 子程序PlDx_INIT(x=0~7)和中断程序PID_EXE。
PID控制指令
1．控制方式与出错处理 S7-200的PID指令没有设置控 制方式，执行PID指令时为自动方 式；不执行PID指令时为手动方式
PID指令(见下图)中的TBL是回路表的起始地址， LOOP是回路的编号(0~7)。不同的PID指令不 能使用相同的回路编号。 为了让P1D指令以稳定的采样频率工作， PID指令应在定时中断程序中使用。
式中，MX是调整后的积分和，是第n次采样时控制 器的输出值；MPn和MDn分别是第n次采样时Mn中 的比例项和微分项。
通过调整积分和MX，使输出Mn回到0.0-1.0之 间，可以提高系统的响应性能。MX也应限制 在0.0～1.0之间，每次PID运算结束时，将MX 写入回路表，供下一次PID运算使用。 在执行PID指令之前，用户可以修改回路表内 上一次的积分值MX，以解决某些情况下MX引 起的问题。手工调节MX时必须格外小心，而 且写入回路表的MX必须是0.0-1.0之间的实数。 回路表内过程变量的差值用于PID计算的微分 部分，用户不应修改它。
编译时如果指令指定的回路表起始地址或回路 号超出范围，CPU将生成编译错误(范围错误)， 引起编译失败。PID指令对回路表(见下表)中 的某些输入值不进行范围检查，应保证 过程变量、给定值、积分和与上一次的过程变 量不超限。
2.回路输入变量的转换与标准化
PID回路有两个输入量，即给定值(SP)与过程 变量(PV)。给定值通常是固定的值，例如加热 炉温度的给定值。过程变量是经A／D转换和 计算后得到的被控量的实测值，例如加热炉温 度的测量值。给定值与过程变量都是现实世界 的值，对于不同的系统，它们的大小、范围与 工程单位有很大的区别。PID指令对这些量进 行运算之前，必须将其转换成标准化的浮点数 (即实数)。
式中RSCAL是回路输出对应的实数值；Mn是回路输出 标准化的实数值，Offset与Span与上述的定义相同。
下列指令序列用来将回路输出转换为对应的实 数：
用下面的指令将代表回路输出的实数转换成16 位整数：
4. 正作用与反作用回路
增益Kc为正时为正作用回路，反之为反作用回 路。对于增益为0.0的积分控制或微分控制， 如果积分或微分时间为正，为正作用回路，反 之为反作用回路。
5. 变量的范围
过程变量与给定值是PID运算的输入值，在回 路表中它们只能被PID指令读取而不能改写。 每次完成PID运算后，都要更新回路表内的输 出值Mn，它被限制在0.0～1.0之间。从手动控 制切换到PID自动控制方式时，回路表中的输 出值可以用来初始化输出值。
如果使用积分控制，上一次的积分值MX(积分和) 要根据PID运算的结果来更新，更新后的数值 作为下一次运算的输入。当输出值超出范围 (小于0.0或大于1.0)，根据下列公式进行调整：