模拟量闭环控制：PID 算法应用与参数整定 |
| 2025-9-1 17:01:00 发布者：中研高科（山东）教育科技发展有限公司-业务部 |
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模拟量闭环控制是工业自动化中实现 “精准控制” 的核心技术，通过对比 “实际值” 与 “设定值” 的偏差，利用 PID（比例 - 积分 - 微分）算法调整控制量，实现温度、压力、流量等参数的稳定控制。例如，在注塑机的料筒温度控制中，温度传感器（实际值）采集料筒温度，与 PLC 内的设定值（如 200℃）比较后，PID 算法输出控制信号调节加热功率，使实际温度稳定在设定值附近。 PID 算法的三个参数（比例系数 Kp、积分时间 Ti、微分时间 Td）直接影响控制效果。比例系数 Kp 决定偏差的响应速度：Kp 增大，控制灵敏度提高，但易导致系统震荡；Kp 过小，控制响应缓慢，无法快速消除偏差。积分时间 Ti 用于消除静态偏差：Ti 减小，积分作用增强，可快速消除偏差，但易引发超调；Ti 过大，积分作用减弱，静态偏差难以消除。微分时间 Td 用于抑制系统震荡：Td 增大，微分作用增强，可减小超调，但易受高频干扰；Td 过小，微分作用不足，系统震荡无法有效抑制。 参数整定是 PID 控制的关键步骤，常用 “经验法” 或 “试凑法”。以温度控制为例，先将 Ti 设为无穷大、Td 设为 0，逐渐增大 Kp 直至系统出现轻微震荡，再减小 Kp 至震荡消失（此时 Kp 为临界值的 倍）；然后引入积分作用，逐渐减小 Ti，直至静态偏差消除且无明显超调；后加入微分作用，缓慢增大 Td，抑制系统震荡。整定完成后需进行实际测试，如在温度设定值从 200℃调整至 220℃时，超调量应小于 5%，稳定时间应小于 10 分钟，确保系统满足生产工艺要求。此外，部分 PLC（如西门子 S7-1200）自带 PID 自整定功能，可通过自动测试计算优参数，简化整定流程。 模拟量闭环控制：PID 算法应用与参数整定 |
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