4.PID控制参数的整定方法
为了使PID控制系统得到好的控制效果,要对PID控制参数进行整定,获得适合于控制对象的PID参数的最佳值,即最佳的KP、TI、TD值。通常PID控制参数的确定方法如下。
(1)阶跃响应曲线法。给系统的控制对象加上阶跃输入信号,测出其响应曲线,并根据此曲线计算KP、TI和TD的方法。
阶跃响应曲线法是采用给控制对象加上阶跃输入信号,测出输出响应的信号,再根据输出响应曲线计算Kp、TI、TD值的。图7.28所示为对象的输入/输出信号,表7.9所示为根据阶跃响应曲线求参数的计算方法。
图7.28 对象的输入/输出信号
表7.9 根据阶跃响应曲线求参数
(2)参数自整定功能(仅适用于FX2N V2.00以上版本的PLC)。参数自整定功能根据阶跃响应曲线法,自动设定PID的3个重要参数。其作用方向为[S3]+1的bit0,比例增益为[S3]+3,积分时间为[S3]+4,微分时间为[S3]+6,以得到最佳的PID控制效果。
参数自整定方法如下:
①传送自整定用输出值至输出值数据寄存器[D]中,该输出值应在输出设备最大可能输出值的50%~100%范围内。
②预先设定不能被自整定的参数(如采样时间、输入滤波常数、微分增益等)及目标值等,应注意以下事项。
a.目标值的设定。自整定开始时,测量值和目标值的差(偏差)必须大于150,若小于150,则先设定自整定用目标值,待自整定完成后,再设定目标值。
b.采样时间。自整定时的采样时间必须在1s以上,一般采样时间应远远大于扫描周期。
c.[S3]+1 (ACT)的bit4设为ON后,自整定开始。当测量值达到目标值的1/3时,自整定结束,[S3]+1 (ACT)的bit4自动变为OFF。
需要注意,自整定应在系统处于稳定状态时进行,否则会产生不正确的结果。PID参数自整定程序设计可参考图7.32所示炉温自动调节的PLC控制梯形图。
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