计算机控制中PID控制块的无扰动切换
PID使用说明
PID调节器又称回路调节器，本调节器提供的具体功能有：手动、自动、串级、及跟踪运行方式的切换，设定值、手动输出值的调整，PID参数的整定等。
PID调节有三种画面：回路操作画面、趋势显示画面和参数调整画面。
下面介绍每种画面显示的信息及用途。
1.回路操作画面在预先设置的PID热点上，单击鼠标左键，屏幕上将弹出如图3.11-1所示回路操作画面，由回路操作画面可分别进入其它两种画面。
（1）显示信息说明在回路调节画面中显示的有设定值、过程值和输出值的棒图及数值显示，运行方式显示，报警状态显示等。
❒棒图显示画面左边的三个棒图分别代表设定值、过程值和输出值，棒的颜色依次为蓝、天蓝、粉色。
设定值棒的高度为当前值相对量程的百分数。
如果PID运行于串级状态，则设定棒显示串级外给定值，在其它运行状态下显示内给定值。
过程值棒的高度表示过程输入值。
输出棒的高度表示输出值。
❒数值显示画面右下区域的三个方框中显示的内容依次为设定量、过程量及输出量的当前值，各数值颜色与棒颜色相对应。
当PID调节器运行于手动、自动或跟踪状态时，设定值为内部给定值；当运行于串级状态时，显示为串级输入值。
当PID调节器运行于手动状态时，输出值由手动给出；运行于自动和串级状态时，由算法结果给出；运行于跟踪状态时，为跟踪量点值。
❒报警状态显示当偏差报警到来时，左上角灯置亮（呈红色）；报警消失时，恢复正常颜色。
❒运行方式显示PID调节器的运行方式包括手动、自动、串级及跟踪四种，当某个运行方式下的状态灯呈绿色时，表示调节器处于某方式。
❒其它PID调节器画面静态显示的内容有点名、点描述(说明)等。
（2）操作说明在回路操作画面中可以进行的操作有：工作方式（手动、自动、串级和跟踪）的切换，通过设定值增减按钮改变设定值，通过输出值增减按钮改变输出值，切换到趋势显示画面和参数调整画面。
PID共有手动、自动、串级和跟踪四种工作状态，这四种工作状态的切换是无扰动的。
●手动状态下，PID单元停止运算，依靠操作键来改变控制输出。
PID控制模块简介
PID控制模块1 PID块简 (1)1.1 z (1)1.2 块结 (2)1.3 块 规 (3)2 PID块编辑 (12)2.1 PID输 /¥f设 环 (12)2.2 w输 /f (18)3 PID块执 (21)3.1 PID C/S/MR f w义 (21)3.2 f运 (24)3.3 w逻辑设计 (27)4 PID块 说 (29)4.1 t统 块编辑 (29)4.2 t统 块执 (33)1 PID控制模块简介1.1 概述在工业界使用闭回路控制的系统，一般使用者都希望控制器具有下列优点：1、快速的输出响应(上升时间短)2、高度的稳定性(稳态误差小)3、平滑的控制曲线(没有超越量)4、控制器参数容易调整5、价格低廉因此，PID控制器是最符合这些需求的控制器，而PID也已成为工业界最常用的控制器，广泛应用于温度控制、压力控制、流量控制以及一般常用的连续制程程控系统。
参考图一：过程控制系统软件模块的结构。
WINPC32提供的PID控制模块具有32个多回路死循环控制的设定软件，提供的控制模式包括ON-OFF控制、P控制、PI控制以及PID控制，其控制核心提供上述标准的反馈控制运算法则，将其做成软件模块化连结至控制系统中，使其能与其它WINPC32系统控制软件模块同步运作，控制核心会在固定周期时间内做一次精确反馈控制逻辑运算，以达到实时的闭回路过程控制的功能。
使用者亦可利用呼叫标准C语言的使用者自定逻辑程序(Call C)，进行更复杂的反馈控制逻辑运算(如Fuzzy, Neural 控制)，将客户本身的专业技术与WINPC32结合来创建客户自己的WINPC32特殊软件。
图一、过程控制系统软件模块结构1.2 控制模块结构图二、PID控制模块结构一、PID控制模块结构组成(参考图二) ：1. 过程控制人机接口：提供给使用者操作的控制画面。
2. 控制参数设定：使用者在编辑模式下，可通过系统ON/OFF、PID闭回路输入/出环境模块接口，设定过程控制卡硬件驱动设置和过程控制平台的控制参数、报警极限值、量测补偿、输出饱和等过程控制参数。
计算机控制中PID控制块的无扰动切换
运算 ， ｖ（ ｃ 输出控制量） 自Ｍ ｖ（ 来 手动操作量 ） ， 如 从键 盘或 ＰＤ控 制 画面 上来设 置 Ｍ ｖ。 Ｉ
② ＡＵＴＯ 方式 此 时 ＰＤ 控 制块 进 行 Ｐ Ｄ Ｉ Ｉ
【 收稿 日 】０ ０１－ ； 修改稿 收到 日期ｌ０ ０１—３ 期 ２０－ ２ 【 ￣７ ２ ０－１ ２ 【 作者简介 】 壬锦标（ ９ ５ ） 男 ， １４ 一 ， 江苏南 通＾， 副教授， 主要扶事计算机控制 、 Ｃ Ｄ Ｓ和 Ｆ Ｓ Ｃ 的研究 。
④ Ｏ 方式 Ｔ
对 于特 殊 的 ＰＤ 控 制 回路 ，为 Ｉ
了操作 安 全 ，有必 要 为 Ｐ Ｄ控 制块 配 置 手操 器 ， Ｉ
作为后备操作。 手操器上有 Ｈ Ｈ 自动／ Ａ／ Ｍ（ 手动） 切换开关 ， 手动操作按钮及双针指示表（ 其中一针 指示 Ｃ Ｖ或 ＨＶ（ 手动操作量 ） 另一针指示执行 ，
制周期
综 上所述 ，Ｐ Ｄ控 制块 的工作 方式可 以在 Ｉ ＭＡＮ、 ＡＵＴ Ｉ Ｔ 和 ＯＴ之 间切换 。为 了保 证 Ｏ、ＮＩ 控制回路的正常运行 ，Ｐ Ｄ控制块工作方式 的切 Ｉ
换 必须 实 现无平衡 无扰 动 切换 。 所 谓无 平衡 无扰 动切 换 ， 是指 在 进行 Ｐ Ｄ 控 Ｉ
冶金自动 化
２０ ０ ２年第 ２期
４ ７
ｔ
羹 ． 嚣１ ．
维普资讯
系 统 与装 ■
置。Ｐ Ｄ控制块的 Ｏ Ｉ Ｔ方式取决于后面手操器的
状态 。
式中 Ｋ】 ＝Ｋ。 Ｔ ， Ｄ ｄ ， ｏ Ｔ ／ ，Ｋ ＝Ｋ Ｔ ／ Ｔ 为控
Ｉ Ｔ（ｎｔ ｔ ｎ ａ ｄＯＴ（ ｔｕ ａｋｎ ）ｆｒ Ｉ ｏ ｔ ｌ ｌ ｋｉ Ｃ ｒ Ｃ ｔｏ ｕ ｅ ＮＩ Ｉｉ ａｉ ） ｎ ｉ ｏ Ｏｕｐ ｔ ｃ ｉｇ ，ｏ Ｄ ｃ ｎｒ ｏ Ｄ Ｓｏ Ｓ ｔｉ ｒｄ ｃｄ Ｔｒ Ｐ ｏｂ ｃ ｎ Ｆ ｓｎ
PCS7—PID调节分析与控制
PCS7—PID调节分析与控制作者：张洪连来源：《科技创新与应用》2015年第01期摘要：腈纶厂聚合装置生产控制系统于2013年8月更新为德国西门子公司PCS7过程控制系统。
该控制系统采用二台控制站，其功能：AS-400H控制站按照“热备份”模式（无扰动、出现故障自动切换）的冗余原理运行。
根据这个原理，只要没有故障，两个子CPU都是激活的。
如果发生故障，备用的控制器全面接管过程控制。
确保了无扰动切换、快速可靠的数据交换。
两台控制器保持：同样的用户程序、同样的数据块、过程映像区和同样的内部数据，如定时器、计数器、内存位等。
这就确保了两个控制器始终都是最新更新的，以便当一个控制器发生故障时另一个可以接管控制。
此系统控制台设有CRT显示屏幕可以读取和调节每一个控制回路的数据，输入PID最佳值，达到工艺过程中被调参数的稳定性。
关键词：热备份；CPU；数据块；过程映像1 自动调节PID模式一个完整的自动控制回路是由调节对象，测量装置，调节器及调节阀这四大部分组成。
（如图1）图1中，被调参数即指在工艺过程中，为达到某一目的而需要稳定或重新调优的具体的某一调节对象，如氧化剂进料量，脱单塔真空度等，在某一干扰作用如管线后路背压变化，机泵出口阀门开度变化情况下，可能会出现波动，偏离原参数值，使整个自动控制回路平衡被破坏，需通过自动控制回路的自动调节作用重新建立新的平衡。
图1中的测量元件把被测参数的测量值通过变送器转换成特定信号输送至调节器的比较机构，和原设定值进行比较，得出一个偏差就是被调参数测量值，减去仪表原设定值。
有正偏差和负偏差两种，偏差作为调节器的输入信号。
由于偏差的输入，调节器的输出信号即偏差大于零时，调节器输出增加，当偏差小于零时调节器输出信号减小；当偏差小于零时，输出信号增加。
调节器的作用方向根据工艺需要人为设定，具体设定方法按实际生产需要而定。
当调节器将输出信号输送至调节阀后，调节阀的执行机构即开始动作，将调节器输出过来的电信号转换成风压信号，并使调节阀阀位发生变化。
无扰动切换的实现
必须连接到外围设备，并且输入“ PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON”必须置位。
3.SP_INT：INTERNALSETPOINT（内部设定点）“内部设定点”输入端用于确定设定值。
4. PV_IN REAL：PROCESSVARIABLE IN（过程变量输入）可以设置一个初始值到“过程变量输入”输入端或者连接
21
PV_FAC
REAL
PROCESS VARIABLE FACTOR（过程变量系数）“过程变量系数”输入 1.0
端用于和过程变量相乘。该输入端可以用于匹配过程变量范围。
22
PV_OFF
REAL
PROCESSVARIABLE OFFSET（过程变量偏移量）“过程变量偏移”输入 0.0
端可以添加到“过程变量”。该输入端可以用于匹配过程变量的范围。
5
无扰动切换的实现
MAN_ON MAN
1
AUTO
0
LMN LIMIT
QLMN_HLM QLMN_LLM
LMN_NORM
林升笔记
CRP_OUT
%
LMN LMN_PER
LMN_HLM LMN_LLM
LMN_FAC LMN_OFF
2.PVPER_ON：PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/（过程变量外设接通）如果过程变量从 I/O 读取，输入“PV_PER”
3.2.输出管脚
序号
参数
数据类型 数值范围 缺省
说明
1
LMN
REAL
2
LMN_PER
WORD
MANIPULATED VALUE（受控数值）有效的受控数值被以浮点数格式 0.0 输出在“受控数值”输出端上。
过程控制实验二%20%20思考题解答
分速度越大，积分作用越强，消除余差越快。
（3）在引入微分作用后能全面提高控制质量。微分时间Td 越大，微分作用越强， 它使调节过程时间缩短，余差减小（但不能消除），具有超前调节的作用。
干扰
给定值SP
+
e
－
测量值PV
调节器 DTL321
H 水槽
被控量H
H
测量变送器 DBC－211
PID控制器
8-2
3、被控对象、执行器、控制器三个环节的正、反作用方向各是怎样规定？
答：⑴ 被控对象：当操纵变量增加时，被控变量增加的对象是“正作用对象（+）”
反之，被控变量随操纵变量增加而降低的对象是“反作用对象（-）” ⑵ 执行器：由气开、气关型式来确定： 气开阀（电开阀）为“正（+）”作用 气关阀（电关阀）为“反（-）” 作用 ⑶ 控制器：当偏差e输入增大时，其输出也增大的控制器称“正作用（+）”控制器 反之，当偏差e输入增大时，其输出是减小的控制器称“反作用（-）”控制器
干扰
给定值SV
e
－
测量值PV
+
控制器 DTL321
H 水槽
被控量h
h
测量变送器 DBC－211
8-3
4．简述调节器的正反作用如何确定？
答：根据公式 (调节器 ±) × (阀 ±) × (对象 ±) ＝（－）来确定
符号规定：（1） 气开阀（电开阀）为＋，气关阀（电关阀）为－。 （2） 阀开大，被控参数上升的对象为＋，下降的对象为－ 本实验中：用 电开阀为＋号 阀开大液位是上升的，故水槽是正对象＋号（如下图所示） 故，根据公式得 ( 调节器 —) × ( 阀 ＋) × ( 对象 ＋) ＝— 可知 调节器的符号应选－，即调节器打到反作用
实现DCS与PLC控制系统相互无扰动切换的方案
１ 概
述
Ｄ Ｓ和 Ｐ Ｃ控制 系统 从整 体逻辑 结构上讲 是 一 Ｃ Ｌ
个分 支树结 构 ，按 系统结 构进行 垂直分 解 ，分 为过 程控 制 级 、控 制 管 理 级 、生 产 调 度 级 和 经 营 管 理 级 ，贯彻 “ 既集 中管 理 又 分 散控 制 ” 的设 计 原 则 。 具有通用 性强 、系统 组态灵 活 、控 制功 能完善 、数 据处理方 便 、显示操 作集 中 、人机 界面 友好 、安装
收 稿 日期 ：２ ０ ４０ ；修 回 日期 ：２ ０ ．５ １ ０ ７０ ．４ ０ ７０ ．５
作 者 简 介 ：张 国禹 （９９ ） １７一 ，男 ，助 理工 程 师 ，２０ ０２年 毕业 于 中南 工 学 院工 业 自动 化 专 业 ，毕业 后在 杭州 杭 氧 股 份 有 限 公 司设 计 院从 事 空 分 设 备 仪 控 系统 专 业 设 计 、调 试 等 工 作 。
a组b组继电器为控制逻辑l眯i登眯雒端雹交霉蓦襄蓄霉1220vacl雒广i警ill萸i曹ll謦苫j0l一膣誊ill萋由l上继电器3图5逻辑结果输出选择处理示意图4设计中需要特别注意之处的模块有些plc控制系统io模块需要外供电有些则不需要等供电电源为24vdc因此在配电为了达到无扰动切换控制目的此次贮槽仪表时要考虑一路24vdc电源
（ ｅｉｎｎ ｎｔｕｅ Ｈａ ｇｈ ｕ Ｈ ｎ ｙ ｎ ｔｃ Ｃ ．， Ｌｄ ， ３ ８ Ｄ ｎ ｘｎ Ｒ ａ Ｄ ｓ ｉｇ Ｉｓ ｔｔ ， ｇ ｉ ｎ ｚｏ ａ ｇ ａ ｇ Ｓｏｋ ｏ ｔ． ８ ｏ ｇ ｉ ｏ ｄ， Ｈａ ｇｈ ｕ ３ ０ ０ ｎ ｚｏ １ ０ ４，
Ｚ ｅａｇ，Ｐ Ｒ Ｃ ｉａ ｈ ｉｎ ｊ ． ． ｈｎ ）
Ｓ ｈ ｍｅｏ ｎ ｉｔ ｒ ｅ ｗｉ ｈ ｎ ｅ ｗｅ ｎ ＤＣＳ ａ ｄ Ｐ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍｓ ｃ ｅ ｆｕ ｄ ｓｕ ｂ ｄ ｓ ｔ ｉ ｇ ｂ ｔ ｅ ｃ ｎ ＬＣ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ
计算机控制系统
1.DDC系统的体系结构：1硬件结构分为主机单元，输入输出单元和人机接口单元，结构方式有模版式和模块式，安装方式有盒式台式柜式。
软件结构分为系统软件，控制运算软件，输入输出软件，人机接口软件和监控组态软件。
3网络结构分为I/O总线和通信网络。
2.DDC系统类型及发展：从单板机，STO总线模版机，PC总线工业控制机发展到工业PC机，即PCI总线和CompactPCI总线工业控制机。
3.PID算法的改进措施：积分项的改进，积分作用是消除残差，提高控制性能，包括积分分离，抗积分饱和，梯形积分和消除积分不敏感区。
2微分项的改进，尽量减少数据误差和噪声，以消除不必要的扰动。
包括偏差平均和测量值微分。
3变PID控制，对被控对象的自平衡能力，可以分段采用P,PI控制，其优点是减少超调，缩短调节时间，包括设定值改变的变PID控制和负荷改变的变PID控制4.无扰动切换：指在进行PID控制方式切换之前，例如从手动或者自动或者自动到手动的切换，无需人工进行手动输出控制信号与自动输出控制信号之间的对位平衡操作，保证切换无扰动。
1，手动自动aPID控制块处于手动方式，尽管不进行PID计算，但在每个控制周期应使设定值跟踪被控量，同时要使PID差分算式中的历史数据E（n-1），E（n-2）,Ud(n-1)等清零，并将输出控制量赋给UC（n-1）b，PID控制块处于自动方式，为了实现从自动到手动的无平衡无扰动切换，在自动方式下，每个控制周期应将COV值赋给MOV 2输出跟踪a手动操作器处于手动HM工作状态PID控制块处于输出跟踪YT 状态，为了实现从输出跟踪到正常工作NT状态的无扰动切换，在每个控制周期应使设定值跟踪被控量，同时要使PID差分算式中的历史数据E(n-1)..等清零，还要将OTV值赋给UC（n-1）3,输出安全当PID 控制块处于输出安全YS状态时，在每个控制周期应使设定值跟踪被控量，同时要使PID差分算式中的历史数据E(n-1)..等清零，还要将输出安全值SOV赋给UC（n-1）4，输出保持当PID控制器处于输出保持状态，副条极限保持状态和PV坏保持PBH状态时，在每个周期应使设定值跟踪被控量，清零，还要使UC（n-1）保持不变5，回算输出和回算输入后级功能块的回算输出端和前级功能块的回算输入端连接，向前级功能块传送有关参数，是这2个功能块相互匹配，从而保证功能块工作方式的无扰动切换5.内部总线：计算机内部模块与模块之间进行通信的总线PC/XT PC/AT ISA DCI PCI6.外部总线：计算机外部通信的总线，RS-232 RS-422 RS -4857.干扰的来源，传播，抑制：来源，外部干扰是那些与系统结构无关，由外界环境因素决定的干扰，主要是空间电场或磁场，内部干扰是由系统结构，制造工艺决定的，内部零部件的分布电容，分布电感引起的耦合反映，多点接地造成的电位差引起干扰。
PID控制器开发笔记之一：PID算法原理及基本实现
在自动控制中，PID及其衍生出来的算法是应用最广的算法之一。
各个做自动控制的厂家基本都有会实现这一经典算法。
我们在做项目的过程中，也时常会遇到类似的需求，所以就想实现这一算法以适用于更多的应用场景。
1、P ID算法基本原理PID算法是控制行业最经典、最简单、而又最能体现反馈控制思想的算法。
对于一般的研发人员来说，设计和实现PID算法是完成自动控制系统的基本要求。
这一算法虽然简单，但真正要实现好，却也需要下一定功夫。
首先我们从PID算法最基本的原理开始分析和设计这一经典命题。
PID算法的执行流程是非常简单的，即利用反馈来检测偏差信号，并通过偏差信号来控制被控量。
而控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和。
其功能框图如下：根据上图我们考虑在某个特定的时刻t，此时输入量为rin(t)，输出量为rout(t)，于是偏差就可计算为err(t)=rin(t)-rout(t)。
于是PID的基本控制规律就可以表示为如下公式：其中Kp为比例带，T I为积分时间，T D为微分时间。
PID控制的基本原理就是如此。
2、P ID算法的离散化上一节简单介绍了PID算法的基本原理，但要在计算机上实现就必须将其离散化，接下来我们就说一说PID算法的离散化问题。
在实现离散化之前，我们需要对比例、积分、微分的特性做一个简单的说明。
比例就是用来对系统的偏差进行反应，所以只要存在偏差，比例就会起作用。
积分主要是用来消除静差，所谓静差就是指系统稳定后输入输出之间依然存在的差值，而积分就是通过偏差的累计来抵消系统的静差。
而微分则是对偏差的变化趋势做出反应，根据偏差的变化趋势实现超前调节，提高反应速度。
在实现离散前，我们假设系统采样周期为T。
假设我们检查第K个采样周期，很显然系统进行第K次采样。
此时的偏差可以表示为err(K)=rin(K)-rout(K)，那么积分就可以表示为：err(K)+err(K+1)+┈┈，而微分就可以表示为：(err(K)- err(K-1))/T。
西门子S7-200SMARTPLC如何实现PID自动手动调节切换
西门子S7-200SMARTPLC如何实现PID自动手动调节切换去学PLC技术所谓手自动勿扰S7-200 SMART PLC切换，是指在将PID回路从手动模式切换到自动模式，或者是自动模式切换的手动模式时，PID 输出不会发生跳变，也就是不会产生任何波动。
本文阐述内容主要以中的PID功能为实例。
一、PID 自动/手动调节的无扰动切换有些工程项目中可能需要根据工艺要求在不同的时刻投入、或者退出 PID 自动控制；退出 PID 自动控制时，控制器的输出部分可以由操作人员直接手动控制。
这就是所谓的 PID 手动/自动切换。
PID 控制处于自动方式时，PID 控制器（以S7-200 SMART 中的PID 调节为例）会按照PID 算法，自动通过输出的作用使过程反馈值跟随给定值变化，并保持稳定。
这是一个自动的闭环控制系统。
操作人员可以根据现场工艺的要求，改变给定（即设定值）的值。
PID 控制处于手动方式时，PID 控制器不再起自动计算的作用。
这时，控制回路的输出是由操作人员手动控制、调整，由操作人员观察现场的控制效果，从而构成人工闭环控制。
所谓 PID 自动/手动控制，就是看控制系统的输出是由 PID 控制器自动控制，还是由操作人员手动控制。
有些控制系统的执行机构不能承受较大的冲击，这就要求在进行PID 自动/手动切换时，保持控制输出的稳定。
这就是要求无扰动切换。
为了达到 PID 自动/手动控制的无扰动切换，需要在编程时注意一些相关事项。
下面分别就直接使用 PID 指令编程，和使用 PID 向导编程两种情况作一介绍。
二、直接使用 PID 指令编程时的 PID 自动/手动无扰切换直接使用 PID 指令块编写 PID 控制程序时，可以简单地使用“调用/不调用”指令的方式控制自动/手动模式。
因为PID 指令本身已经具有实现无扰动切换的能力，此时在PID 指令控制环节之外编程没有多大必要。
PID 指令的 EN 输入端使能（为“1”）时，我们认为是自动控制模式；EN 输入端未使能（为“0”）时，我们认为是手动控制模式。
PID的无干扰切换
PID的无扰动切换PID的无扰动切换，简而言之就是手动调节切换到自动调节时，自动调节积分项从当前手动输出开始，就是将当前输出给积分初始化。
手上有个倍福PLC项目，用变频风机调节管道气体温度，我在调用系统PID库指令时，发现积分项被定义成静态变量，从库指令外部根本没法对积分项操作，如此简单的需求，居然不能实现，只好用自己动手写一段PID程序：1.先定义PID接口FUNCTION_BLOCK PIDVAR_INPUTMan_Auto:BOOL; （*手动自动切换，手动：=1，自动：=0*）Man_Value:REAL; （*手动给定输入值*）PVn : REAL; （*过程值输入，或反馈值、测量值*）SPn :REAL; （*自动调节时的设定值、目标值*）Kc :REAL; （*P参数0.01-99.99*）Ts :REAL; （*PID的扫描执行周期，单位秒；比如100ms执行一次，则为0.1s*）Ti :REAL; （*积分时间，单位秒；0.1-99.99*，不允许为0，可在外部限制*）Td :REAL; （*微分时间，单位秒；0.01-99.99*）END_VARVAR_OUTPUTMn :REAL; （*PID输出*）END_VARVARManAutoLast:BOOL; （*手动自动切换的上次状态*）AutoEdge:BOOL; （*自动状态上升沿*）Mx:REAL; （*PID计算的积分项*）EVn:REAL; （*本次周期目标值与过程值的偏差，error value的首字母*）EVn0:REAL; （*上一次计算周期的偏差值*）MPn:REAL; （*PID计算的比例项*）MDn:REAL; （*PID计算的微分项*）END_VAR（********）2.PID程序：AutoEdge:= ManAutoLast AND (NOT Man_Auto ); (***手动转自动上升沿**) ManAutoLast:=Man_Auto;IF AutoEdge THENMx:= LIMIT(20.0,Man_Value,60.0); （*自动调节时，积分初始化*）END_IFIF Man_Auto THENMn:= LIMIT(20.0,Man_Value, 60.0); （*手动调节时给定值*）ELSEEVn:=(SPn - PVn ) ; （*自动调节PID计算*）MPn := LIMIT(-60.0,(Kc * EVn),60.0) ; （*设置比例项的边界*）IF Mn>0.0 AND Mn<100.0 THEN （*为防止积分饱和，设置冻结积分计算的条件*）Mx:=LIMIT(18.0,( Kc*Ts/Ti*EVn+Mx), 100.0); （*积分项计算公式，并设置边界*）END_IFMDn := Kc * Td / Ts * (EVn - EVn0);Mn:=LIMIT(18.0,(MPn+Mx+MDn),60.0); （*PID计算：= 比例项+积分项+微分项；积分项是主干*）EVn0:=EVn;END_IF。
基于MELTAC-R3技术PID无扰切换的研究
基于MELTAC-R3技术PID无扰切换的研究作者：王瑜，艾强发来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2017年第3期王瑜1，艾强发2（深圳中广核核电运营有限公司，广东深圳518124）【摘要】CPR1000核电厂的众多系统采用PID控制，实现手动和自动控制的无扰切换关系到执行机构的寿命，影响机组的稳定运行，是控制逻辑设计时重点要考虑的问题。
通过对MELTAC-R3平台的PID无扰切换研究，对后续安全级DCS实现国产化有着重要的意义。
【关键词】PID；DCS;无扰切换【中图分类号】TM315【文献标志码】A【文章编号】1673-1069 (2017) 03-0112-02【作者简介】王瑜（1987-），男，广东深圳人，工程师，从事热控自动化设备检修与研究。
1 引言PID 控制器具有稳定性强、使用方便、无静差跟踪等特点，被广泛应用于各种工业自动控制过程。
随着数字化仪控系统（DCS）技术日趋成熟，中国改进型三环路压水堆（CPR1000）的众多工艺参数（温度、压力、流量等）系统采用PID 控制，其控制回路有手动和自动控制两种方式。
当自动切换到手动，执行器保持在手动切换前状态，由手动输入值控制，无扰动；当手动切换自动，若输出与切换前不一致，则产生输出扰动，对现场控制过程造成很大干扰。
因此，保证手自动的无扰切换，无须人工进行手自动的对位平衡操作，是PID 控制方案设计需考虑的重要问题之一。
2 PID 的扰动分析PID 采用线性调节，通过对偏差（给定值r(t)与输出值c(t)之差）进行比例P、积分I、微分D 计算后，实现对被控系统的控制。
典型的PID 算法如下：其中，Kp 为比例系数；Ti 为积分时间，s；Td 微分时间，s；e(t)为输入偏差；y(t)为被调参数；SP 为设定值；U(t)为调节器输出。
在核电站的控制调节中，调节阀一般都具有手自动两种控制功能。
手动状态时，PID 调节不起控制作用，调节阀由操作员手动通过手操器设定阀门开度。
pid 无扰动切换 原理
pid 无扰动切换原理
PID无扰动切换的原理是：
1. 在传统的PID控制算法的基础上，引入额外的逻辑和参数，以实现在控制器切换时的平滑过渡，减少切换过程中的干扰和振荡。
2. 该算法的核心思想是利用两个PID控制器，分别为当前控制器和目标控制器。
当前控制器负责实际的控制任务，而目标控制器负责预测未来的控制需求。
在切换控制器时，通过逐步调整两个控制器的权重，实现平滑过渡，从而避免剧烈的控制器切换导致的系统干扰。
3. 在自动与手动方式相互切换过程中，应做到无扰切换。
即在切换的瞬间，应当保持控制器的输出不变，这样使执行器的位置不会在切换过程中突然变化，就不会对生产过程引入附加的扰动。
4. 要实现无扰切换，控制器应有跟踪措施。
即自动运行时，手动值跟踪PID 输出，达到自动切换到手动时无扰动；当手动运行时，SP给定值跟踪PV测量值，所以PID运算输出增量为0，当从手动切换到自动的时候能实现无扰动切换。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
PID无扰切换教程
PID无扰切换教程
在pid控制中的无扰动切换应该有两个：
1.pid输出和实际软手操器的输出
这里面PID模块的计算输出送到软手操器中然后再送到AO给现场；当为自动时，软手操的输入端接PID的输出端，pid的输出根据偏差的大小进行计算得出；当切为手动时，软手操的输出为本身模块的输出，不再接受pid的输出，而PID还是持续计算输出。
这个时候，若是软手操手动输出和PID计算的不一致时，由手动切到自动会发生扰动，这是一个问题。
解决办法：在PID的模块当中，一般有一个跟踪切换开关，可调用软手操的手自动信号，当为手动时，PID的输出跟踪软手操的输出，自动时，软手操跟踪pid的输出，这样在手自动两个状态下两个模块的输出都能保持一致，解决了这一个扰动。
第二个扰动是测量值和设定值的在手自动切换的过程中也会发生扰动，自动时测量值跟着设定值变，这没什么问题；切手动时，利用手自动的信号使得设定值跟着测量值变，一般软手操模块都具备设定值的跟踪和跟踪切换开关的管脚；这样就可以解决问题了，真正实现了无扰动切换。
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Ortho xuchao Pid无扰手自动切换
自动时，软手操跟踪pid的输出。
手动时，SP值跟随PV值。
Unity Pro 编程中PID调节及无扰切换浅析
1 PID简介 随 着社会 经济发 展和 科 技 进 步，工业 产品以可编
程 控制器 作为自动 化 控制的 核心，进 一步推 进了对产 品品质和工艺过程的要求。PID控制，又称 PID调节， 在自动控制领域中，PID 算法一般由通过测量得到的 反馈信号控制其被控量，由比例、积分、 微分三个部 分组成。有时又根据需要，简化为PD、PI等模型。一个 闭环控制回路至少有两个信号：过程测量值PV和PID 的控制输出。现场信号根据测量原理和传输方式各不 相同，都 需 要 根 据 实际 情况做一 些 预 处 理，如 单位 变 换、滤 波等，极端 情况下，可能因为现 场 干扰，数 据 经 常出现一些虚假的极大值或极小值，这些都可以通过 信号处理功能块去除。输出值也会根据执行机构的特 性做限位、限速等处理等。
参考文献 [1] 雒雪峰.数字技术在工业自动化中的应用分析[J].科
技创新导报,2019,16(21):10,12. [2] 林达春.基于机器人教学的创新编程思维培养模式
与实践研究[J].教育信息技术,2020(4):28-30. [3] 于涛,刘海华.逻辑设计法在PLC编程中的应用[J].机
电信息,2020(9):86-87. [4] 张骁.城市轨道交通环境设备监控系统中多模式控
如图2所示。 3.2 操作模式，通过Mode赋值修改
（1）自动模式Mode.man = 0：操作变量Y由PID算 法、受控变量PV、引用变量SP确定，变量介于Ymax 与 Ymin之间。
（2）手动模式Mode.man=1：手动操作值 YMAN 直 接赋给操作变量 Y，保证无冲击地由手动切到自动方 式。在此操作模式中，D 组件自动设置为 0。
2 手动自动功能描述 工业过程控制中有时需要手动和自动模式的相互
PID
PID手动向自动的无扰动切换：一般的DCS都采用：PV跟踪，PV跟踪：即手动时，设定值SP跟着过程值PV跑，设个选项开关，有的工艺人员不喜欢PV跟踪，因为SP值被冲掉了。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。
其输入e (t）与输出u (t）的关系为其中kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数可以呀！那是因为在讲经典控制理论，所以一般用复频域。
可以用状态空间模型的。
这个在Simulink里可以用积分，微分，比例等分立元件搭建模型的。
也有现成的状态空间模型。
PID是工业生产中最常用的一种控制方式，PID调节仪表也是工业控制中最常用的仪表之一，PID 适用于需要进行高精度测量控制的系统，可根据被控对象自动演算出最佳PID控制参数。
PID参数自整定控制仪可选择外给定（或阀位）控制功能。
可取代伺服放大器直接驱动执行机构（如阀门等）。
PID外给定（或阀位）控制仪可自动跟随外部给定值（或阀位反馈值）进行控制输出（模拟量控制输出或继电器正转、反转控制输出）。
可实现自动/手动无扰动切换。
手动切换至自动时，采用逼近法计算，以实现手动/自动的平稳切换。
PID 外给定（或阀位）控制仪可同时显示测量信号及阀位反馈信号。
PID光柱显示控制仪集数字仪表与模拟仪表于一体，可对测量值及控制目标值进行数字量显示（双LED数码显示），并同时对测量值及控制目标值进行相对模拟量显示（双光柱显示），显示方式为双LED数码显示+双光柱模拟量显示，使测量值的显示更为清晰直观。
PID参数自整定控制仪可随意改变仪表的输入信号类型。
采用最新无跳线技术，只需设定仪表内部参数，即可将仪表从一种输入信号改为另一种输入信号。
PID参数自整定控制仪可选择带有一路模拟量控制输出（或开关量控制输出、继电器和可控硅正转、反转控制）及一路模拟量变送输出，可适用于各种测量控制场合。
PID参数自整定控制仪支持多机通讯，具有多种标准串行双向通讯功能，可选择多种通讯方式，如RS-232、RS-485、RS-42等，通讯波特率300～9600bps 仪表内部参数自由设定。
核电DCS控制系统中PID控制无扰切换的方法
核电DCS控制系统中PID控制无扰切换的方法张方杰;王强;陶翠【摘要】本文针对核电DCS控制系统,提出了实现PID控制无扰切换的方法.首先介绍了PID控制器无扰切换的概念和常用的方法,然后给出了在福清核电项目中利用I/A Series设计的PID控制模板,并说明了在模板中如何实现PID控制器手动控制和自动控制之间的无扰切换.最后对项目中遇到的一个超弛控制问题,给出了初步的PID控制方案,并分析了其无法实现无扰切换的原因.通过对其进行改进,新的控制方案不仅实现了超弛控制的功能,也实现了超弛控制与PID自动控制和手动控制之间的无扰切换.【期刊名称】《自动化博览》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P92-95)【关键词】核电;DCS;PID;无扰切换;I/A Series;超弛控制【作者】张方杰;王强;陶翠【作者单位】中核控制系统工程有限公司,北京100176;中核控制系统工程有限公司,北京100176;北京和利时系统工程有限公司,北京100176【正文语种】中文【中图分类】TP273DCS已广泛应用于电力、石化和冶金等行业，近些年来也已经开始在核电站中得到应用。
比例-积分-微分（PID）控制器是自动控制中最经典的控制方法。
本文介绍了PID控制器无扰切换的概念和方法，并以福清核电站所采用的I/A Series DCS系统为背景，对核电站中典型的PID控制原理以及无扰切换的实现方法进行阐述，并提出了改进建议和措施，以满足无扰切换的要求。
无扰切换是指在手动与自动切换的瞬间，保持控制器的输出信号不发生突变，以免切换给控制系统带来干扰。
根据文[1，2]，PID控制器无扰切换的常见实现方法是：（1）当控制器处于自动控制模式时，阀位手动控制的给定值应该始终跟踪PID控制器的输出值。
这样才能保证当从自动控制切换到手动控制后，阀位手动控制的初始值等于切换前PID控制值，操作员是在原有的PID控制器输出的基础上设置手动给定值，可以避免大的扰动；（2）当控制器处于手动控制模式时，PID控制器的输出应跟踪手动给定值。
DCS中PID控制功能块的无扰动切换
DCS中PID控制功能块的无扰动切换
王锦标;刘宇
【期刊名称】《基础自动化》
【年(卷),期】2001(8)4
【摘要】介绍DCS中PID控制功能块的MAN(手动 )、AUTO(自动 )、INIT(初始化 )和OT(输出跟踪 )四种工作方式的无扰动切换。
【总页数】3页(P26-28)
【关键词】DCS;集散控制系统;PID控制;功能块;无扰动切换
【作者】王锦标;刘宇
【作者单位】清华大学自动化系
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.集控制系统中PID无扰动切换的实现 [J], 陈伟
2.核电DCS控制系统中PID控制无扰切换的方法 [J], 张方杰;王强;陶翠
3.调节阀PID控制器自动/手动无扰动切换的实现 [J], 黄翼虎;贾喜梅;周泽魁
4.DCS多控制器之间无扰动切换算法 [J], 郭长城; 张凯; 杨俊辉; 刘爽
5.计算机控制中PID控制块的无扰动切换 [J], 王锦标;朱因心
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无扰动切换的实现
3 QLMN_HLM
BOOL
4 QLMN_LLM
BOOL
5
LMN_P
REAL
6
LMN_I
REAL
FALSE FALSE
0.0
HIGH LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED（达到受控数值上限） 受控数值必须规定一个最大极限和一个最小极限。“达到受控数值上 限”指示已超过最大极限。 LOW LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED （达到受控数值下限）受控数值必须规定一个最大极限和一个最小 极限。“达到受控数值下限”指示已超过最小极限。 PROPORTIONALITY COMPONENT（比例分量）“比例分量”输出端输出 受控数值的比例分量。
W#16 #0000
PROCESS VARIABLE PERIPHERY（过程变量外设）外围设备的实际数值， 通过I/O 格式的过程变量被连接到“过程变量外围设备”输入端， 连接到控制器
13
MAN
-100.0 至
MANUAL VALUE（手动数值）“手动数值”输入端可以用于通过操作
REAL +100.0(%) 或 0.0 者接口功能设置一个手动数值。
且对于系统而言也会比较安全。
无扰动切换的概念：在手动与自动切换的瞬间，保持控制器
的输出信号不发生突变，以免切换给控制系统带来干扰。在自动
状态下，阀位手动给定值要跟随现场调节阀的阀位反馈值的变化
而变化；而在手动状态下，设定值要跟随被调变量(比如：流量、
压力、温度、液位等)的实时测量值的变化而变化。
下面就这个问题来详细讲解一下实现的步骤：
林升笔记无扰动切换的实现在一个项目中总会建名称比如db3来作为它的项目名称这样不仅在总目录下可以看见其具体使用于那个fb41块而且在程序中也可以清楚地看到它的功能