PID调节器与PLC的PID功能的区别及特点
PLC和PLD的区别与联系
PLC和PLD的区别与联系导语：PLC和PLD两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。
可编程控制器是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。
一、PLC的主要特点1、高可靠性2、丰富的I/O接口模块3、采用模块化结构4、编程简单易学5、安装简单，维修方便二、PLC的功能1、逻辑控制2、定时控制3、计数控制4、步进(顺序)控制5、PID控制6、数据控制：PLC具有数据处理能力。
7、通信和联网8、其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。
PLD是可编程逻辑器件（ProgramableLogicDevice）的简称，FPGA 是现场可编程门阵列（FieldProgramableGateArray）的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。
PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术，它的影响丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。
PLD能做什么呢？可以毫不夸张的讲，PLD能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路，都可以用PLD来实现。
PLD如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。
通过软件仿真，我们可以事先验证设计的正确性。
在PCB完成以后，还可以利用PLD 的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。
使用PLD来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性。
DDC、PLC、PID区别
DDC、PLC、PID区别首先，DDC是直接数字控制器，PLC是可编程逻辑控制器，PID 是PID是比例，积分，微分的缩写。
其次，他们的被控对象不同。
直接数字控制系统(Direct Digital Control简称DDC)，系统中的某个部分，特别是较复杂的部分，计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据，然后按照一定的规律进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道(AO)和开关量输出通道(DO)直接控制生产过程。
因此DDC系统是一个闭环控制系统，是计算机在工业生产过程中最普遍的一种应用方式。
DDC系统中的计算机直接承担控制任务，因而要求实时性好、可靠性高和适应性强。
而PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计PLC是一个过程，比如实现交通信号灯的自动闪烁。
PID是一种按设定值控制的一种方式。
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，甚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，他们的实施方法不同。
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。
PLC程序,PID调节中的PID和PWM功能块,掌握PID控制器调节属性、P调节的计算公式
PID和PWM 功能块内容1.PID功能块1.1.此功能块生在程序中成一个 PID 控制器，PID控制器的系统偏差 ERR 由引用变量SP 和受控变量 PV 之间的差值得出1.2.PID 控制器带有独立gain、ti、td设置1.3.可以分别启用 P、I 和 D 组件1.4.功能块表现形式在 ST 中的表示形式：PID_Instance (SP:=ReferenceVariable, PV:=ControlledVariable, MODE:=OperatingModes, PARA:=Parameter, FEED_FWD:=Disturbance, YMAN:=ManualManipulatedValue, Y:=ManipulatedVariable,ERR=>SystemDeviation, STATUS=>StatusOfOutput_Y) ;1.5.参数介绍1.6.计算公式1.7.LCU程序中参数介绍(* 有功调节参数 MAN *)p_mode.en_p:=1;p_mode.en_i:=0;p_mode.en_d:=0;p_para.gain:=5.0;p_para.ti:=t#20s;p_para.td:=t#2s;p_para.ymax:=600.0;(* 建议同有功最大值 *)p_para.ymin:=0.0-p_para.ymax;(* 建议同负有功最大值 *)2.PWM功能块2.1.此功能作用是将模拟量信号转换为数字输出信号2.2.应用举例：关于传动装置驱动器的常规信息，通常二进制传动装置驱动器由两个二进制信号 Y_POS 和 Y_NEG 执行。
在电机上输出 Y_POS 相当于信号"顺时针旋转"，输出 Y_NEG 相当于信号"逆时针旋转"2.3.功能块表现形式在 ST 中的表示形式PWM_Instance (X:=InputVariable, R:=ResetMode, PARA:=Parameters,Y_POS=>Positive_X_ValueOutput, Y_NEG=>Negative_X_ValueOutput) ;2.4.参数介绍2.5.LCU程序中的参数P_pwm_para.t_period:=t#5s;(* 调节周期 *)P_pwm_para.t_max:=t#4s;(* 最大脉宽 *)P_pwm_para.t_min:=t#0ms;(* 最小脉宽,此处未用 *)P_pwm_para.up_pos:=600.0;(* 建议同有功最大值 *)P_pwm_para.up_neg:=0.0-P_pwm_para.up_pos;(* 建议同负有功最大值 *) p_up_t_min:=t#400ms;(* 增最小脉宽,注意此处必须为毫秒单位 *)p_down_t_min:=t#400ms;(* 减最小脉宽,注意此处必须为毫秒单位 *)P_MINBAND:=20.0;(*(TIME_TO_REAL(IN:=p_up_t_min)*(P_pwm_para.up_pos-P_pwm_para.up_neg))/(TIME_TO_REAL(IN:=(P_pwm_para.t_max-P_pwm_para.t_min))*p_para.gain)*)2.6.计算公式3.机组LCU程序中PID调节程序(* 脉冲调节 *)P_PID(SP:=P.SET_VALUE,PV:=P.CURRENT_VALUE,MODE:=P_MODE,PARA:=P_PARA, FEED_FWD:=P_FEED_FWD,YMAN:=P_YMAN,Y:=P_Y);P_PWM(X:=P_Y,PARA:=P_PWM_PARA,R:=P_RESET);4.调节脉宽计算公式：增脉宽T_on=t_period*(gain*ERR)/up_pos 备注： (ERR= SP - PV)减脉宽T_on=t_period*(gain*ERR)/up_neg5.正常调节时，调节脉宽按上述计算公式进行调节。
PID控制的原理和特点
PID控制的原理和特点PID控制是一种广泛应用于工业自动控制系统中的控制算法，它能够根据系统的实时反馈信息和设定值进行调整，以实现系统的稳定性和精确性控制。
PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个控制参数组成，其原理和特点如下。
1.原理：-比例控制（P）：比例控制是根据误差信号的大小，调整控制量的变化速度。
比例控制参数的增大会增加控制量的调整速度，但可能导致过冲和振荡。
-积分控制（I）：积分控制通过累积误差信号，调整控制量的累积变化。
积分控制能够消除稳态误差，但会增加系统的响应时间。
-微分控制（D）：微分控制通过测量误差信号的变化率，调整控制量的变化速度。
微分控制可以快速响应系统变化，并减小过冲和振荡，但对噪声信号敏感。
2.特点：-稳定性：PID控制器能够稳定系统的控制量，使其不受外界干扰和变化的影响。
通过比例、积分和微分控制的协调作用，可以使系统快速响应并抑制过冲和振荡。
-精确性：PID控制器能够实现精确的控制，使系统的实际值与设定值之间的差异最小化。
通过实时调整比例、积分和微分参数，PID控制器能够实现精确的控制效果。
-适应性：PID控制器可以适应不同的被控对象和工作环境。
通过调整比例、积分和微分参数，PID控制器能够适应不同的工艺需求和系统特性。
-简单性：PID控制器的实现较为简单，只需要调整三个控制参数。
同时，PID控制器具有较好的工程实践经验，为工程师提供了便利。
-但是，PID控制器对被控对象的具体性质和系统参数较为敏感，需要经验和调试来优化参数的选择。
对于一些具有非线性和时变特性的系统，PID控制器的效果可能不理想。
3.优化方法：为了更好地适应不同的控制需求和系统特性，人们对PID控制器进行了多种优化方法的研究。
其中一些常见的优化方法包括：自整定（Autotuning）方法、模型预测控制（MPC）方法和自适应控制方法。
-自整定方法：通过对被控对象进行特定的激励信号输入，然后根据输出信号对PID参数进行在线调整，以自动找到最佳参数配置，提高系统控制性能。
PID控制的原理和特点
PID控制的原理和特点1.原理：PID控制器的原理是通过比较被控系统的实际输出与期望输出之间的误差，根据误差的大小调节控制器的输出信号，使得被控系统的输出接近期望值。
PID控制器根据误差的大小调节三个参数：比例项（P）、积分项（I）、微分项（D）。
-比例项（P）：比例项通过比较实际输出与期望输出的差异来调节控制器输出信号。
当误差较大时，P项会增加控制器输出，使被控系统快速接近期望值。
-积分项（I）：积分项通过累积误差来调节控制器输出信号。
当误差较小但持续存在时，I项会逐渐增加控制器输出，消除持续误差。
-微分项（D）：微分项通过对误差的变化率进行检测调节控制器输出信号。
当误差变化率较大时，D项会增加控制器输出，使被控系统快速稳定。
2.特点：-简单实用：PID控制器的设计和实现相对简单直观，适用于大多数工业自动化系统。
PID控制器通常由硬件或软件实现，不需要复杂的控制算法。
-鲁棒性：PID控制器具有较好的鲁棒性，能够适应不同的被控系统和工况变化。
当被控系统的参数发生变化时，P项、I项、D项可以根据实际情况进行调节，保持控制器的良好性能。
-可调节性好：PID控制器的三个参数可以进行调节，以满足不同的控制要求。
调节参数可以通过试探法、经验法或优化算法等方式实现。
-高响应速度：PID控制器可以通过增大比例项和微分项来提高响应速度。
比例项使得控制器对误差的变化更加敏感，微分项通过检测误差变化率调节输出，使得控制器更加迅速地响应。
-适用范围广：PID控制器适用于各种工业自动化系统中，如温度控制、压力控制、流量控制等。
通过调节PID参数，可以适应不同的被控对象和控制要求。
虽然PID控制器具有一定的优势，但也存在一些不足之处。
首先，PID控制器的性能受到参数的选择和调节的限制，需要经验或试验来确定最佳参数。
其次，PID控制器对被控系统的动态特性并不具有很好的适应性，在面对复杂非线性系统时可能无法实现较好的控制效果。
PLC和PLD区别
PLD与PLC有什么区别PLD（programmable logic device)一、概述PLD 可编程逻辑器件：PLD是做为一种通用集成电路生产的，他的逻辑功能按照用户对器件编程来搞定。
一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。
这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。
二、分类目前和平和使用的PLD产品主要有：1、现场可编程逻辑阵列FPLA（field programmable logic array);2、可编程阵列逻辑PAL（programmable array logic);3、通用阵列逻辑GAL（generic array logic);4、可擦除的可编程逻辑器件EPLD（erasable programmable logic device);5、现场可编程门阵列FPGA（field programmable gate array)。
其中EPLD和FPGA的集成度比较高。
有时又把这两种器件称为高密度PLD。
三、发展历程早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器(PROM)、紫外线可按除只读存贮器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM)三种。
由于结构的限制，它们只能完成简单的数字逻辑功能。
其后，出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片，即可编程逻辑器件，它能够完成各种数字逻辑功能。
典型的PLD由一个“与”门和一个“或”门阵列组成，而任意一个组合逻辑都可以用“与一或”表达式来描述，所以， PLD能以乘积和的形式完成大量的组合逻辑功能。
这一阶段的产品主要有PAL和GAL。
PAL由一个可编程的“与”平面和一个固定的“或”平面构成，或门的输出可以通过触发器有选择地被置为寄存状态。
PAL器件是现场可编程的，它的实现工艺有反熔丝技术、EPROM技术和EEPROM技术。
还有一类结构更为灵活的逻辑器件是可编程逻辑阵列(PLA)，它也由一个“与”平面和一个“或”平面构成，但是这两个平面的连接关系是可编程的。
与PLC相比温度控制器多了这五大优点
与PLC相比温度控制器多了这五大优点可编程逻辑控制器（PLC）和温度控制器在制造领域中确保有效的过程控制、实现稳定的质量以及最大限度减少用户失误方面拥有类似的功效。
过程控制设备自17世纪起就以各种各样的形式呈现，例如熔炉中的温度调节器以及后来18和19世纪蒸汽机、锅炉阀门以及其他机械系统中的飞球调速器等。
PLC是一种更加现代化的工具，在20世纪（特别是20世纪70年代）随着逐渐增长的工厂自动化需求而出现。
在PLC之前，其功能是由一系列机械组件实现的，这些组件安装和维修费用极高，并且非常复杂，在工厂需要调整时（例如产品线升级）难以更改。
然而，尽管温度控制器和PLC有众多类似之处，它们在设置、编程和应用方面仍有显著不同，而综合这些不同来看，温度控制器有自己独特的优势：1. 节省成本当然这是相对来说的，PLC设计用于控制多任务，适用于多温回路控制的应用。
对于某些单回路，或者少数回路控制的应用，PLC许多特点是应用所不需要的，所以成本显得高昂，这是不如选用专门针对温度调控设计的控制器。
2. 设置简单如前所述，PLC设计用于多任务环境，因此需要专业编程技巧以及大量的时间，来打造符合特定应用需要的解决方案。
而温度控制器则可以相对快速地安装、设置和优化（例如PID控制器），并且所需经验极少。
许多温度控制器可以面板安装，也就是可以安装在过程机械的前面板上，并且带可视屏幕，相关人员只需基本的工程知识即可在数分钟内完成设置。
PLC则较为复杂，通常安装在面板后面的机架上，不带显示屏，且需要单独的HMI（同样需要设置），因此设置的便捷性上劣势明显。
温度控制器专门设计用于处理特定的工业过程，因此包含了与这些过程直接相关的特点、输出和控制功能，例如针对需要阀门电机驱动控制（VMD）的应用提供专门的算法。
PLC 需要具备适合广泛制造和自动化功能的特点，因此针对温度控制的特点是有限的。
它们可以执行基本的温度控制任务，但不如专门的温度控制器优势明显。
自动化控制系统中的PID调节技术
自动化控制系统中的PID调节技术自动化控制系统中的PID调节技术是一种常用的控制方法。
PID是比例-积分-微分的缩写，是一种经典的控制算法。
PID控制器可以根据被控制对象的输入信号和输出信号的差异，自动调节控制器的输出信号，使被控制对象按照期望的方式运行。
一、PID控制器的原理及组成PID控制器由三个部分组成：比例控制器（P），积分控制器（I）和微分控制器（D）。
这三个组成部分的输出信号分别与被控制对象的输入信号相加，形成PID控制器的输出信号。
比例控制器：比例控制器的输出信号与被控制对象的输入信号成比例。
比例控制器的作用是根据被控制对象当前的状态，产生一个与其偏差成比例的输出信号。
比例控制器的参数称为比例增益。
积分控制器：积分控制器的输出信号与被控制对象的输入信号积分。
积分控制器的作用是根据被控制对象的历史状态，产生一个与历史偏差的累积值成比例的输出信号。
积分控制器的参数称为积分时间。
微分控制器：微分控制器的输出信号与被控制对象的输入信号微分。
微分控制器的作用是根据被控制对象的变化速率，产生一个与变化率成比例的输出信号。
微分控制器的参数称为微分时间。
二、PID调节技术的应用场景PID调节技术广泛应用于各个领域的自动化控制系统中。
下面以工业控制系统为例，介绍PID调节技术的应用场景。
1. 温度控制：在加热加工过程中，温度的自动控制是十分重要的。
PID控制器可以根据温度传感器的反馈信号，自动调节加热设备的输出，使得温度始终稳定在设定值附近。
这在生产过程中可以提高产品质量和效率。
2. 速度控制：在机械传动系统中，控制转速的平稳性对于保证设备正常运行十分重要。
PID控制器可以根据速度传感器的反馈信号，自动调节电机的输出，使设备运行的速度能够适应不同的工况需求。
3. 液位控制：在储液设备或者管道系统中，液位的自动控制对于避免溢流或者干涸具有重要意义。
PID控制器可以根据液位传感器的反馈信号，自动调节液位控制阀的开度，使液位维持在设定范围内。
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PID 调节器与PLC 的PID 功能的区别及特点
摘要: 常有从事PLC 应用的工程师调侃PID 调节器，认为PLC 的PID 已经可以完全替代PID 调节器，事实真相果真如此？昌晖仪表对比分析PID 调节器的PID 和PLC 的PID 在设置、编程和应用方面的异同和特点，让大家客观认知PID 调节器和PLC ...
常有从事plc 应用的工程师调侃PID 调节器，认为PLC 的PID 已经可以完全替代PID 调节器，事实真相果真如此？昌晖仪表对比分析PID 调节器的PID 和PLC 的PID 在设置、编程和应用方面的异同和特点，让大家客观认知PID 调节器和PLC 的应用。
PLC 是一种基于微处理器的控制模块，用于设备控制，PLC 特别适用于逻辑控制的应用场合，一般使用“梯形图”来编程，PLC 是一种更加现代化的工具。
目前的PLC 具有基本的PID 控制功能。
PID 调节器用于生产过程控制，随着控制技术的发展，调节器PID 控制算法突飞猛进，在复杂过程控制中效果优异。
PID 调节器在制造领域中确保有效的过程控制、实现稳定的质量以及最大限度减少用户失误方面拥有类似的功效。
尽管PLC 的PID 和调节器的PID 有众多类似之处，它们在设置、编程和应用方面仍有显着不同，而综合这些不同来看，PID 调节器有自己独特的优势。
1、PID 调节器成本低于PLC
相对而言，PLC 设计用于控制多任务，适用于多回路逻辑控制和过程控制
的应用。
对于单回路或者少数回路过程控制的应用，PLC 强大的功能仅用到PID 功能，大马拉小车的感觉，故成本显得高昂，用专门针对过程控制设计的PID 调节器才是最经济选择。
2、设置简单
如前所述，PLC 设计用于多任务环境，因此需要工程技术人员掌握专业编程技能、丰富的控制经验及大量的时间，来打造符合特定应用需要的解决方案。
而PID 调节器则可以相对快速地安装、设置和优化，工程技术人员所需经验极少。
PID 调节器大多安装在控制柜面板上，少数安装在导轨上许多，安装迅速。
PID 调节器面板上通常都有LED 或LCD 显示器和操作按钮，工程技术人员只要具备基本的工程知识即可在数分钟内完成调节器参数设置。
PLC 通常安装在控制柜内的机架上，不带显示屏，且需要单独的hmi（同样需要设置）或电脑显示测量值和参数值，因此在参数设置上有明显劣势。
3、PID 调节器控制功能更优
PID 调节器专门设计用于处理各种工业过程，有与这些过程直接相关的特点、输出和控制功能，能在各种复杂工况环境中获得高质量的控制效果。
例如针对需要阀门电机正反转控制的应用提供专门的控制算法。
PLC 需要具备适合广泛制造和自动化功能的特点，因此针对控制系统存在时滞时间长、响应慢、响应性发生变化、存在积分性的过程、多个回路间相互耦合、无超调、外部干扰大等特点时PLC 的PID 控制就不理想，无论怎样整定PID 参数都无法得到满意效果。
比如PLC 的PID 可以执行基本的温度控制任务，但不如专门的温度控制器优势明显。
此外，由于需要处理模拟信号，温度控制系统对微处理器的要求和PID 控制算法非常严苛。
温度控制器（温控仪）是专为处理这些需求而设计的，而PLC 必须在系统经过测试后才能判定能否满足这些过程要求。
如不符合要求，PLC 将无法快速响应过程中的各种变化，并
导致超前或滞后，从而影响产品质量。
4、明了的可视化界面
PID 调节器有多种规格以及复杂控制程序，操作员通过仪表自带显示器即可轻松查看过程信息及需要注意的警报信息。
PLC 通常没有直接显示界面，而是需要一个单独的HMI(且HMI 需要单独设置)来显示必要的过程信息，但HMI 通常还会显示与PLC 所管理的其他任务相关的各种数据。
这意味着PID 调节器优势非常明显，显示界面更方便查看所有相关的信息，并可通过按键进行快速进行调节。
许多带记录功能调节器还额外提供数据记录功能，可以用于查看先前历史数据以及标记潜在问题。
5、精度
调节器是闭合反馈回路的一部分，该回路主动追踪过程值与设定值的偏差，并根据需要调节输出，先进的PID 算法容易实现自动调节功能，可以实现快速设置，并保持最小的过程值与设定值偏差。
其中就包括针对意外过程变化或控制中断的调节。
这对于维持稳定的高产品质量以及减少不良产品批次是非常必要的。
PLC 的PID 与调节器不同，PLC 的PID 功能通常是有限的或者需要工程师手动调节，这使得编程时间更长，并带来了人为错误的风险。
如前所述，温度控制对处理器的要求可能是非常高的，PLC 同时处理众多其他任务可能导致对过程变化的响应更慢，因而精度会低于专用温控仪所能达到的水平。
在过程控制应用中，PID 调节器相对于PLC 有多个优势。
它们安装和设置更快，操作更迅速且简单，其控制算法是针对控制系统存在时滞时间长、响应慢、响应性发生变化、存在积分性的过程、多个回路间相互耦合、无超调、外部干扰大等工况的设计的，可以满足过程控制对PID 调节系统高质量的要求。
如果系统要求PID 调节器所无法实现的更高自动化水平，则PLC 是更为合
理的解决方案，然而仍建议使用PID调节器来弥补PLC在复杂过程控制方面的不足。
这样既能利用PID调节器特点，又能减少对PLC的要求，从而达到高精度、高可靠性和高质量的控制效果。