PCS液位单元PID控制器参数自寻优
自动水位液位电脑控制器说明书
微电脑自动液位（水位）控制器使用说明书本产品采用微电脑自动控制，外形轻便小巧，安装方便，信号线+\P1\P2\P3\多为低压5V，并结合高层楼宇上、下水池（水塔）的水位分级控制，并具有上下水池联合控制，水池排水及多项功能，可自动实现水箱补水、排水、并有效防止水池水位过高溢出或水泵空转或堵转损坏。
非常适合城镇家庭、农村、学校、工况企事业单位的供水工程，广泛应用于印染、化工、食品、饮料、酿酒、制糖等行业。
安装调试可以按照以下步骤进行一、按照本说明书后面的图《控制盒拆开方法》打开本塑料保护盒，将交流电压接到（输入）端子，请将电机接到（输出控制）端子，其他水位传感信号线按照您自己需要的功能，参照接线方法图纸接线。
接好线后必须安装塑料保护外壳，然后才可以给本机上电。
二、使用方法开机时显示型号（型号和相对功能见选型表）电机参数修改方法：按住F 健不放开再开机，直到显示###，再放开F 健，水泵自动启动，等到水泵正常供水（已经稳定），再按F 键一次，自动记录当前电机参数，自动返回正常使用。
水位传感器信号查看方法：开机约50秒后按住F 键不放，显示###，表示P1线水位信号，再接1次F 键显示###，表示P2线水位信号，再按F 键一次，显示###，表示P3线水位信号。
再按一次F 键，显示###，表示当前电机启动后的参数。
水位显示含义：显示表示低水位 显示第2位一点表示下水池无水 显示表示低水位 显示第2位两点表示下水池有水显示表示低水位手动控制法：按A 键或B 键进入手动控制，再按A 键启动输出，按B 键停止输出，按F 键退出手动控制功能，返回自动控制。
电机过载保护后关闭输出并且显示，按A 键退回到正常使用。
电机空载保护后关闭输出并且显示，按A 键退回到正常使用。
直接可控制 220V 1.2KW外配接触器 380V 15KW缺水保护，溢出保护，空载保护，过载保护，堵转保护，故障记忆。
.JLD三、型号和相对功能选型表序号仪表功能开机显示功能作用01计数仪表使用+/P1/P2/P3接线端子计数计算02温控仪表使用+/P1/P2/P3接线端子控制显示温度03三线供水使用+/P1/P2接线端子给水箱、水池、设备供水04三线排水使用+/P1/P2接线端子给水箱、水池、设备排水05五线供水使用+/P1/P2/P3/+接线端子给水箱、水池、供水06防频繁开关使用流量和压力开关组合控制，防止水泵频繁启动07浮球控制使用+/P1/P2接线端子，接上浮球或电触点控制08倒计时定时器设定时间后，倒计时，到达时间后自动停机0924H 定时控制到达设定的时间后，启动水泵，水塔满后自动停机四、接线方法参考接线注意事项：1、输入和输出多是危险电压，请先切断输入电源再接线，以防触电危险。
基于PID参数自整定的液位控制系统设计及其实现
基于PID参数自整定的液位控制系统设计及其实现作者：常建东虎恩典赵文贤张东来源：《现代电子技术》2016年第05期摘 要： 针对现有液位调控系统中双回路PID 参数调节困难的问题，通过将继电反馈作为支撑PID 参数自整定方法，设计了一套基于MCGS 和PLC 的液位调控系统用串级PID 参数自整定控制策略。
通过分析储油罐阶跃响应得到传递函数，在此基础上对控制对象进行离散化并建立了PID参数自整定控制系统，在MCGS平台成功实验了实时监控。
比较自整定前后的控制性能，得到PID参数自整定具有较快的响应速度，较小的超调量、更快达到稳态、更强的抗干扰能力等优点，可以实现对储油罐系统液位的最佳控制。
仿真结果表明PID参数自整定控制技术能够有效地调节储油罐系统的液位控制，极大地保证输油系统的安全。
关键词：液位；串级控制； PID参数；自整定中图分类号： TN876⁃34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2016）05⁃0152⁃030 引言在工业实际生产中，液位是过程控制系统的重要被控量，在石油﹑化工﹑水处理等行业广泛应用[1⁃3]。
通过液位的检测来控制容器中的原料的数量，以便调节容器内物料的平衡，保证生产过程中各环节的物料搭配得当[4⁃5]。
目前液位的控制多采用人工整定PID控制策略，其存在操作繁琐、整定结果误差较大，难以适应运行环境的变化等缺陷[6]，严重的情况下会造成生产事故，所以设计一个良好的液位控制系统在工业生产中有着重要的实际意义。
关于液位的控制系统设计许多学者开展了这方面的工作。
林屹设计了一种模糊自校正PID 控制器，并成功应用在双容水箱液位控制问题上[7]。
李晓理采用多模型控制思想设计控制律设计了水箱液位的跟踪模型，避免液位达到上限[8]。
丁芳在常规PID控制算法的基础上，根据专家以及工作者的经验，设计以一种智能PID 的液位控制方法[9]。
赵丹丹采用PLC为主控制器，变频器为执行器，MCGS监控软件为人机交互界面，设计了一套液位在线自调整控制系统[5]。
PID控制器的参数整定(经验汇总)
PID控制器的参数整定P ID控制规律为〃(0 二你(e(0 + + *(。
刃 + £譬)U(s/ 1因此它的传递函数为；0(5-)= —— =AX1 + ——+ T D s) E(j) rTjs其中人)为比例系数；7｝为积分时间常数；心为微分时间常数(DPID是比例，积分，微分的缩写.比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大，可以加快调节，减少误差,但是过大的比例，使系统的稳定性下降，其至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。
因为有误差,积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti, Ti越小，积分作用就越强。
反之Ti大，则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。
因此,可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。
微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。
此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。
微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器。
（2） PID具体调节方法①方法_确定控制器参数数字PID控制器控制参数的选择，可按连续-时间PID参数整泄方法进行。
在选择数字PID参数之前，首先应该确立控制器结构。
对允许有静差（或稳态误差）的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。
对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。
一搬来说，PI、PID和P控制器应用较多。
对于有滞后的对象，往往都加入微分控制。
pid参数设置方法
pid参数设置方法（原创实用版3篇）目录（篇1）1.PID 参数的概念与作用2.PID 参数的设置方法3.PID 参数的调试与优化4.PID 参数的应用实例正文（篇1）一、PID 参数的概念与作用PID（Proportional-Integral-Derivative，比例 - 积分 - 微分）参数是一种广泛应用于工业控制系统的闭环控制算法。
PID 算法通过计算偏差值（期望值与实际值之间的巟值）的比例、积分和微分值，然后对这三者进行加权求和，得到控制器的输出，从而实现对被控对象的调节。
PID 参数分别对应着比例、积分和微分控制器的增益，它们的设置直接影响到控制系统的性能。
二、PID 参数的设置方法1.试错法：通过不断尝试不同的 PID 参数组合，观察控制系统的响应，逐步优化参数设置。
试错法适用于参数变化范围不大的情况，但需要耗费较多时间和精力。
2.Ziegler-Nichols 方法：通过绘制 PID 参数与系统响应的关系曲线，找到使得系统达到临界振荡的参数组合，然后根据实际需求调整参数。
Ziegler-Nichols 方法适用于参数变化范围较大的情况，但需要专业技能和设备。
3.软件自整定法：利用控制软件内部的算法，根据系统的实时响应自动调整 PID 参数。
软件自整定法适用于参数变化范围较大的情况，但需要较高计算能力和实时性。
三、PID 参数的调试与优化1.调试：在控制系统运行过程中，观察系统响应，检查 PID 参数设置是否合理。
如有异常，需要及时调整参数。
2.优化：根据实际运行情况，对 PID 参数进行调整，以提高系统性能。
优化过程中要兼顾比例、积分和微分控制器的作用，避免过度调整导致系统不稳定。
四、PID 参数的应用实例1.温度控制系统：通过调节加热器的功率，控制温度在一定范围内波动。
2.速度控制系统：通过调节电机的转速，控制机械运动的速度。
3.液位控制系统：通过调节阀门的开度，控制液体的流量，保持液位在一定范围内。
自动化控制系统中的PID控制器调参技巧
自动化控制系统中的PID控制器调参技巧自动化控制系统中的PID控制器是一种常用的控制器，它通过对输入信号的比例、积分和微分进行调节来实现对系统的稳定控制。
PID控制器的参数调节是优化控制系统性能的关键环节，合理的参数设置可以提高系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力。
本文将介绍几种常用的PID控制器调参技巧，帮助读者在实际应用中提升自动化控制系统的性能。
1. 手工试-错法调参法手工试-错法是一种经验调参方法，通过不断调整PID控制器的参数，并观察系统的响应来找到合适的参数。
首先，将比例参数Kp设为一个较小的值，然后逐渐增大，观察系统的响应是否变快或变慢。
接着，通过逐渐增大或减小积分参数Ki和微分参数Kd，观察系统的稳定性和抗干扰能力是否得到改善。
这种方法简单易行，但需要反复试错，对系统运行的理解程度要求较高。
2. Ziegler-Nichols方法Ziegler-Nichols方法是一种基于频率响应的PID控制器参数整定方法。
它通过对系统的开环频率响应进行测试，确定相应的PID参数。
此方法首先将积分和微分参数设为0，然后逐渐递增比例参数Kp，直到系统的输出开始出现稳定且连续的振荡。
测量振荡周期Tp，然后利用经验公式计算出比例参数Kp和积分时间Ti以及微分时间Td的值。
这种方法适用于一些常见的过程控制系统，但需要系统能够进行外部输入和输出。
3. 先进自整定方法先进自整定方法是一种基于系统响应的自适应控制技术，它通过模型辨识和参数整定算法来实现PID控制器的自动调参。
这种方法根据系统的动态特性和控制要求，利用数学模型和信号处理算法来进行辨识和参数整定。
通过对输入信号和输出信号之间的关系进行分析，得到相应的PID参数。
先进自整定方法的优势在于可以在线实施，实时调整PID参数，适应系统的变化。
4. 虚拟/仿真调参方法虚拟/仿真调参方法是一种通过在计算机上进行仿真实验来调整PID控制器参数的方法。
在进行实际工艺控制前，可以使用虚拟/仿真模型建立系统的数学模型，并在计算机上进行参数设定和控制系统的仿真模拟。
PID参数如何设定调节
ＰID参数如何设定调节PID（比例积分微分)英文全称为Pｒoｐｏrtion Integration Differentiation,它就是一个数学物理术语。
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得一个重要标志.同时，控制理论得发展也经历了古典控制理论、现代控制理论与智能控制理论三个阶段.智能控制得典型实例就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与闭环控制系统.一个控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。
控制器得输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统得被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同得控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构就是不一样得.比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统得传感器就是温度传感器。
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得应用,有各种各样得ＰＩD控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能得智能调节器(intelligentｒｅｇｕlａtor）,其中PＩD控制器参数得自动调整就是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现得压力、温度、流量、液位控制器，能实现PＩD控制功能得可编程控制器(PＬC），还有可实现PID控制得PＣ系统等等.可编程控制器(ＰLC）就是利用其闭环控制模块来实现ＰID控制,而可编程控制器（PLC）可以直接与ControlNet相连，如Rｏc ｋwell得PＬC—5等。
还有可以实现PＩD控制功能得控制器,如Roｃkｗeｌl得Ｌogix产品系列，它可以直接与CoｎtrolNet相连,利用网络来实现其远程控制功能.1、开环控制系统开环控制系统(opｅn—loｏｐcｏnｔｒolsystem）就是指被控对象得输出（被控制量)对控制器(ｃontrolｌｅr)得输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路.２、闭环控制系统闭环控制系统(closed—loopcontｒｏlsysteｍ）得特点就是系统被控对象得输出(被控制量)会反送回来影响控制器得输出,形成一个或多个闭环。
液位控制器原理及参数
液位控制器原理及参数相信对于首次接触液位控制器的朋友们来说，难免对液位控制器价格有所疑问。
别急，今天我要为大家讲解液位控制器的相关知识。
那么，到底什么是液位控制器呢？液位控制器是指通过机械式或者电子式进行水面液位的控制，电路简单易制，无需调试，可用于各种工矿储液池的液位检测与控制。
液位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，根据选用不同的产品而不同。
目前，液面控制器被广泛运用于各个领域，那么液位控制器价格是多少呢？液位控制器原理是怎样的呢？别担心，今天我就带大家看一看几款液面控制器，同时为大家提供液位控制器价格参考。
【液位控制器介绍】液位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，根据选用不同的产品而不同。
接下来广东良得电子科技有限公司来介绍下液位自动控制器的电路工作原理，电路简单易制，无需调试，可用于各种工矿储液池的液位检测与控制。
【液位控制器主要特点】外形小巧紧凑，适合柜内导轨安装。
就地液位控制或报警。
另一突出特点为可以检测调节阀的工作状态，关闭严不严(有无泄漏)。
用于给排水控制的双电极液位控制器1、进液控制液位低于下限时,继电器吸合,红色报警灯亮；液位高于上限时,继电器断开,红色报警灯灭2、排液控制液位高于上限时,继电器吸合,红色报警灯亮；液位低于下限时,继电器断开,红色报警灯灭【液位控制器技术参数】1. 继电器单元供电电压：220VAC继电器输出容量：220VAC/1A 24VDC/1A仪表尺寸：90×25×113mm2. 电极单元探头材质：不锈钢接液温度：-20℃～100℃连接方式：G1½″螺纹测量介质：导电率高于20μS/cm的液体【液位控制器优点】液位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，从而来实现半自动化或者全自动化，主要是因为其具有以下诸多优点：1)外形小巧紧凑，适合柜内导轨安装。
PID参数的设置与修改
PID参数的设置与修改悬赏分：15 - 提问时间2007-3-18 12:19提问者：tianmin0301030 - 试用期一级其他回答共 1 条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化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
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电信学院毕业设计任务书
题目PCS液位单元PID控制器参数自寻优
学生姓名班级学号
题目类型技术开发指导教师李二超系主任李炜
一、毕业设计的技术背景和设计依据
在大多数的工业过程控制中，被控对象通常具有严重的滞后、时变、非线性的特性，使得传统PID控制难以获得满意的动、静态效果。
由于常规PID控制器的结构和参数一旦确定则无法改变，这必然影响控制系统的动态品质和稳态性能。
为了优化基本PID控制器的性能，必须在线进行参数的实时调整，使PID控制器向自适应、自学习的方向发展。
本实验室具有德国FESTO公司研制生产的PCS实验装置，集成了目前工业控制中较为典型的四种控制系统：液位控制、流量控制、压力控制、温度控制，分为四个独立站。
在往届毕业设计中，开发了基于OPC的PCS平台独立单元控制算法，数据采集方便，利于PID控制器自寻优方法的实施。
故本设计拟通过对PCS平台液位控制单元研发，进行基于PCS液位单元的自寻优PID控制。
二、毕业设计的任务
1、查阅相关科技文献，掌握控制、检测、通讯等技术要求；
2、基于液位控制单元的控制平台方案论证；
3、分析PID控制算法性能；
4、基于目标函数对PID控制器参数进行寻优；
5、利用OPC进行通讯完成对液位控制单元的实时控制；
6、进行系统调试；
7、撰写毕业设计说明书；
8、完成指定内容的外文资料翻译。
三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标
1、毕业设计的主要内容
1）设计说明书正文主要内容要求
① PCS液位单元控制硬件；
②总体方案论证
③分析PID控制算法性能；
④PID控制器参数自寻优；
⑤MA TLAB、OPC之间的通讯步骤。
全文要求逻辑严密、条理清晰，文字流畅，理论联系实际，符合科技写作规范。
2）设计说明书装订及外文阅读翻译要求
毕业设计说明书由以下各部分组成，共100页左右，其顺序为：封面、前言、目录、中文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、英文摘要（约200字）和关键词（3-5个）、正文、外文原文（2-3万字符）和译文、参考文献、设计总结、致谢、封底等。
2、设计实现的主要功能及技术指标
1）通过校园局域网和相应的通信协议，实现PCS液位单元和MATLAB/Simulink的半
实物网络化控制系统的连接，为后续研究建立相应的平台。
2）在开发的实验平台上对PID控制器参数进行寻优。
3、其它需要说明的问题
设计过程要求
1) 根据设计题目要求，充分利用所学基础理论知识，自学所需的相关知识，提高知
识的综合应用能力和创新能力；
2) 遵守学校有关毕业设计的规章制度；
3) 按时、独立、创新地完成设计任务。
四、毕业设计提交的成果
1、设计说明书（约3万字左右）
2、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）
3、毕业设计简介（按11春教务处要求）
4、外文资料翻译（约5000汉字）
五、毕业设计的主要参考文献和技术资料
1、PCS手册（英文版）FESTO
2、深入浅出西门子S7--300PLC 北京航空航天大学出版社
3、精通MATLAB6.5 张志涌北京航空航天大学出版社
4、西门子S7—300手册西门子公司
5、严平,陶正苏,赵忠华. 基于改进单纯形法寻优的步进电动机PID控制系统[J].微特电
机,2008,8:49-51
6、刘建新,谌海霞. 基于MATLAB的结晶器液位模糊控制器的设计与仿真[J].长沙通信
职业技术学院学报,2010,9(2):84-86
7、杨磊,李擎. 一种基于单纯形法的参数自寻优模糊控制器[J].北京机械工业学院学
报,2006,21(2):48-51
8、赵燕云, 马宪民. 基于ITAE 自寻优模糊直接转矩控制的煤矿电机车驱动系统[J].
西安科技大学学报,2006,26(1):100-103
9、唐志航,虞金有,俞立. 基于MA TLAB 环境下模糊控制参数的优化设计与仿真[J].计
算机仿真,2003,20(9):101-103
六、毕业设计加选专题部分
七、毕业设计各阶段安排。