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西门子PID可以同时调节三个变量吗
2021/7/10 12:37:08
西门子PID可以同时调节三个变量吗

请问有个真空罐,有一个开度可调的蝶阀控制机械泵抽真空的开度,一台变频器控制另一台真空泵抽真空,还有一个开度可调的阀门往罐里通气,可以用PID 控制调整三个变量使真空罐真空度达到动态平衡吗

可以实现,只要做成闭环控制系统是可以实现的,但是调节PID难度较大,需要时间和试验。
计算机化的PID控制算法有几个关键的参数Ts(采样时间),Kc(Gain,增益),Ti(积分时间常数),Td(微分时间常数)。PID参数的取值,以及它们之间的配合,对PID控制是否稳定具有重要的意义:

采样时间

计算机必须按照一定的时间间隔对反馈进行采样,才能进行PID控制的计算。采样时间就是对反馈进行采样的间隔。短于采样时间间隔的信号变化是不能测量到的。过短的采样时间没有必要,过长的采样间隔显然不能满足扰动变化比较快、或者速度响应要求高的场合。

编程时指定的PID控制器采样时间必须与实际的采样时间一致。S7-200中PID的采样时间精度用定时中断(PID向导用SMB34)来保证。

增益(Gain,放大系数,比例常数)

增益与偏差(给定与反馈的差值)的乘积作为控制器输出中的比例部分。提高响应速度,减少误差,但不能消除稳态误差,当比例作用过大时,系统的稳定性下降。

积分时间(Integral Time)

偏差值恒定时,积分时间决定了控制器输出的变化速率。

积分时间的长度相当于在阶跃给定下,增益为“1”的时候,输出的变化量与偏差值相等所需要的时间,也就是输出变化到二倍于初始阶跃偏差的时间。

如果将积分时间设为最大值,则相当于没有积分作用。

微分时间(Derivative Time)

偏差值发生改变时,微分作用将增加一个尖峰到输出中,随着时间流逝减小。微分时间越长,输出的变化越大。微分使控制对扰动的敏感度增加,也就是偏差的变化率越大,微分控制作用越强。微分相当于对反馈变化趋势的预测性调整。

如果将微分时间设置为0就不起作用,控制器将作为PI调节器工作。

比例调节

提高响应速度,减少误差,但不能消除稳态误差,当比例作用过大时,系统的稳定性下降。 (由小到大单独调节)

积分调节

消除稳态误差,使系统的动态响应变慢,积分时间越小,积分作用越大 ,偏差得到的修正越快,过短的积分时间有可能造成不稳定。(将调好的比例增益调整到50%~80%后,由大到小减小积分时间)

微分调节

超前调节,能预测误差变化的趋势,提前抑制误差的控制作用,从而避免了被控量的严重超调。可以改善系统的响应速度和稳定性,对噪声干扰有放大作用,对具有滞后性质的被控对象,应加入微分环节。
https://www.ad.siemens.com.cn/service/article/s7-200/s7-200pid/default.aspx

最好是能固定住其他2个可调设备,在同一时间只调节其中一个
pid+分程控制就可以实现了,pid输出的0~100%中,0~33%转换成0~27648给通道1控制通气,百分比值越大,通气量越小。33%~66%转换0~27648给通道2控制机械泵,百分比值越大机械泵开度越大,66%~100%转换成0~27648控制真空泵,百分比越大,泵抽真空能力越强。

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