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。
PLC的PID功能介绍[1]
![PLC的PID功能介绍[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/4c3bb3ec81c758f5f61f67f0.png)
PLC的PID功能介绍1. PID控制在工业控制中，PID控制（比例-积分-微分控制）得到了广泛的应用，这是因为PID控制具有以下优点：1）不需要知道被控对象的数学模型。
实际上大多数工业对象准确的数学模型是无法获得的，对于这一类系统，使用PID控制可以得到比较满意的效果。
据日本统计，目前PID及变型PID 约占总控制回路数的90%左右。
2）PID控制器具有典型的结构，程序设计简单，参数调整方便。
3）有较强的灵活性和适应性，根据被控对象的具体情况，可以采用各种PID 控制的变种和改进的控制方式，如 PI、PD、带死区的PID、积分分离式PID、变速积分PID等。
随着智能控制技术的发展，PID控制与模糊控制、神经网络控制等现代控制方法相结合，可以实现PID控制器的参数自整定，使PID控制器具有经久不衰的生命力。
2. PLC实现PID控制的方法如图6-35所示为采用PLC对模拟量实行PID控制的系统结构框图。
用PLC对模拟量进行PID控制时，可以采用以下几种方法：图6-35 用PLC实现模拟量PID控制的系统结构框图1）使用PID过程控制模块。
这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的，并存放在模块中，用户在使用时只需要设置一些参数，使用起来非常方便，一块模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。
但是这种模块的价格昂贵，一般在大型控制系统中使用。
如三菱的A系列、Q系列PLC的PID控制模块。
2）使用PID功能指令。
现在很多中小型 PLC都提供PID控制用的功能指令，如FX2N系列PLC的PID指令。
它们实际上是用于PID控制的子程序，与A/D、D/A模块一起使用，可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果，价格却便宜得多。
3）使用自编程序实现PID闭环控制。
有的PLC没有有PID过程控制模块和 PID 控制指令，有时虽然有PID控制指令，但用户希望采用变型PID控制算法。
在这些情况下，都需要由用户自己编制PID控制程序。
PID控制详解
PID 控制原理和特点 工程实际中，应用最为广泛调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称 PID 控制，又称PID 调节。
PID 控制器问世至今已有近 70 年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、 调整方便而成为工业控制主要技术之一。
当被控对象结构和参数不能完全掌握，或不到精确 数学模型时，控制理论其它技术难以采用时，系统控制器结构和参数必须依靠经验和现场调 试来确定，这时应用 PID 控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或 不能有效测量手段来获系统参数时，最适合用PID 控制技术。
PID 控制，实际中也有PI 和 PD 控制。
PID 控制器就是系统误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
1、比例控制(P)： 比例控制是最常用的控制手段之一，比方说我们控制一个加热器的恒温 100 度，当开始加热 时，离目标温度相差比较远，这时我们通常会加大加热，使温度快速上升，当温度超过 100 度时，我们则关闭输出，通常我们会使用这样一个函数e(t) = SP – y(t)-u(t) = e(t)*PSP ——设定值e(t)——误差值y(t)——反馈值u(t)——输出值P ——比例系数 滞后性不是很大的控制对象使用比例控制方式就可以满足控制要求，但很多被控对象中因为 有滞后性。
也就是如果设定温度是 200度，当采用比例方式控制时，如果P 选择比较大，则会出现当温 度达到 200度输出为 0 后，温度仍然会止不住的向上爬升，比方说升至 230 度，当温度超过 200 度太多后又开始回落，尽管这时输出开始出力加热，但温度仍然会向下跌落一定的温度 才会止跌回升，比方说降至 170度，最后整个系统会稳定在一定的范围内进行振荡。
如果这个振荡的幅度是允许的比方说家用电器的控制，那则可以选用比例控制2、比例积分控制(PI)： 积分的存在是针对比例控制要不就是有差值要不就是振荡的这种特点提出的改进，它常与比 例一块进行控制，也就是PI 控制。
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。
PID调节器与PLC的PID功能的区别及特点
PID调节器与PLC的PID功能的区别及特点常有从事plc应用的工程师调侃PID调整器，认为PLC的PID已经可以完全替代PID调整器，事实真相果真如此？昌晖仪表对比分析PID 调整器的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调整器和PLC的应用。
PLC是一种基于微处理器的掌握模块，用于设备掌握，PLC特殊适用于规律掌握的应用场合，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掌握功能。
PID调整器用于生产过程掌握，随着掌握技术的进展，调整器PID掌握算法突飞猛进，在简单过程掌握中效果优异。
PID调整器在制造领域中确保有效的过程掌握、实现稳定的质量以及最大限度削减用户失误方面拥有类似的功效。
尽管PLC的PID和调整器的PID有众多类似之处，它们在设置、编程和应用方面仍有显著不同，而综合这些不同来看，PID调整器有自己独特的优势。
1、PID调整器成本低于PLC相对而言，PLC设计用于掌握多任务，适用于多回路规律掌握和过程掌握的应用。
对于单回路或者少数回路过程掌握的应用，PLC强大的功能仅用到PID功能，大马拉小车的感觉，故成本显得昂扬，用特地针对过程掌握设计的PID调整器才是最经济选择。
2、设置简洁如前所述，PLC设计用于多任务环境，因此需要工程技术人员把握专业编程技能、丰富的掌握阅历及大量的时间，来打造符合特定应用需要的解决方案。
而PID调整器则可以相对快速地安装、设置和优化，工程技术人员所需阅历极少。
PID调整器大多安装在掌握柜面板上，少数安装在导轨上很多，安装快速。
PID调整器面板上通常都有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学问即可在数分钟内完成调整器参数设置。
PLC通常安装在掌握柜内的机架上，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。
P、PI和PID控制器性能比较
课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位：题 目: P 、PI 和PID 控制器性能比较 初始条件：一二阶系统结构如图所示，其中系统对象模型为 1)5s )(1s (1s G ++=）（， 控制器传递函数为P k =)s (D 1（比例P 控制），/s k k I P +=)s (D 2（比例积分PI 控制），s k /s k k D I P ++=)s (D 3（比例积分微分PID 控制），令19=P k ，5.0I =k ，19/4D =k ，D i (s)为上述三种控制律之一。
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1） 分析系统分别在P 、PI 、PID 控制器作用下的，由参考输入决定的系统类型及误差常数；（2） 根据（1）中的条件求系统分别在P 、PI 、PID 控制器作用下的、由扰动w(t)决定的系统类型与误差常数； （3） 分析该系统的跟踪性能和扰动性能；（4） 在Matlab 中画出（1）和（2）中的系统响应，并以此证明（3）结论； （5） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚计算分析的过YW程，其中应包括Matlab源程序或Simulink仿真模型，并注释。
说明书的格式按照教务处标准书写。
时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日前言比例（P）控制器具有比例控制规律的控制器，称为P控制器。
P控制器实质上是一个具有可调增益的放大器。
在信号变换过程中，P控制器只改变信号的增益而不影响其相位。
比例－积分（PI）控制器具有比例－积分控制规律的控制器，称为PI控制器。
在串联校正时，PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。
位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能；而增加的负实零点则用来减小系统的阻尼程度，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。
P、PI、PID控制器的性能比较
目录1 系统整体分析 (1)2 由参考输入决定的系统类型及误差常数 (2)2.1 P控制器作用下的参考输入分析 (2)2.2 PI控制器作用下的参考输入分析 (3)2.3 PID控制器作用下的参考输入分析 (4)2.4 三种控制器的比较 (5)3 由扰动输入决定的系统类型和误差常数 (7)3.1 P控制器作用下的扰动输入分析 (7)3.2 PI控制器作用下的扰动输入分析 (7)3.3 PID控制器作用下的扰动输入分析 (8)3.4 三种控制器的比较 (9)4在Matlab中的仿真与验证 (10)4.1 未加控制器的系统响应 (10)4.2 加入P控制器后的系统响应 (12)4.3 加入PI控制器后的系统响应 (14)4.4 加入PID控制器后的系统响应 (16)4.5 控制器的性能总结 (18)参考文献 (20)P 、PI 和PID 控制器性能比较１ 系统整体分析二阶系统的结构图如图1所示：图1 二阶系统的结构图可知系统对象模型为)1(5s )1s (1s)(G ++=，系统为单位反馈的情形，)s (D i 为控制器单元，)s (G 为系统对象模型。
可求得系统的输出方程和控制器输出方程分别为： (1) (2)进而得到系统的误差方程为：(3)由已知条件可将系统的传输函数和控制器函数分别写为：(4)19)s (D 1= (5)s 2/119)s (D 2+= (6)19/42/119)s (D 3s s ++= (7)Y2 由参考输入决定的系统类型及误差常数如图1，如果考虑系统的输入只有参考信号，即令W=0，那么系统的误差方程为：E =(8)大部分情况下，参考输入不会是常数，但是如果考虑时间足够长以至系统能够充分进入稳定状态，那么参考输入可以近似地表示成多项式的形式，然后研究不同次数的多项式输入信号对系统的性能影响。
这样，误差常数根据参考输入的次数的不同对应有：阶跃输入下的静态位置误差系数、斜坡输入下的静态速度误差系数和加速度输入下的静态加速度误差系数。
详解PID控制
详解PID控制一、PID控制简介PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节，它实际上是一种算法。
PID 控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID控制，实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言，超前校正、滞后校正、滞后－超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围：PID调节控制是一个传统控制方法，它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场，不同的现场，仅仅是PID参数应设置不同，只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%，甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定，难以建立精确的数学模型，常规的PID控制器不能达到理想的控制效果；2. 在实际生产现场中，由于受到参数整定方法烦杂的困扰，常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳，对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳（稳定）、快（快速）、准（准确）的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P将加快系统的响应，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在一个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现，过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。
pid控制规律及特点
pid控制规律及特点PID控制是自动控制系统中最为常见的一种控制方式，PID控制器是根据被控量的误差、误差的变化率和误差的积分来计算和输出控制信号的。
一、PID控制规律1.比例控制规律比例控制是指控制器的输出与误差信号成比例关系，控制对象按比例接受相应的控制作用。
比例增益Kp越大，控制器给出的控制量就会越强，但是过大的比例增益会导致系统的超调量过大，产生震荡现象。
2.积分控制规律积分控制是指当误差信号存在时，控制器的输出随着时间的增加而不断积累。
积分控制能够消除系统的静态误差，但是过大的积分增益会导致系统的超调量增大，产生震荡现象。
3.微分控制规律微分控制是指当误差变化快时，控制器的输出也相应地变化快，从而能够抑制系统的振荡。
微分增益Kd的增大能够提高系统的稳定性，但是过大的微分增益会导致系统的噪声增大，产生震荡现象。
二、PID控制特点1.适用范围广PID控制器是一种通用的自动控制器，适用于各类工业控制系统，如温度控制、压力控制、流量控制、速度控制等，具有广泛的应用前景。
2.控制效果稳定PID控制器能够根据误差的大小、变化率和积分来计算和输出控制信号，能够确保控制效果稳定，提高系统的精度和稳定性。
3.参数设置简单PID控制器只需要设置比例增益Kp、积分增益Ki和微分增益Kd三个参数，参数设置比较简单，并且可以根据实际情况进行调整，方便实际应用。
4.易于实现PID控制器的计算量较小，可以使用微处理器等单片机实现，同时可根据实际需求进行优化，提高实现效率。
5.存在超调和震荡虽然PID控制器能够提高系统的精度和稳定性，但在控制过程中往往会存在超调和震荡现象，这需要在实际应用中进行调整并采取相应的措施来解决。
6.对参数变化敏感PID控制器的控制效果受到控制对象的参数变化影响比较大，如参数变化频繁，需要对PID参数进行实时调整，以保持控制效果稳定。
综上所述，PID控制器是自动控制系统中最为常见的一种控制方式，具有适用范围广、控制效果稳定、参数设置简单、易于实现等特点，但同时也存在超调和震荡现象，且对参数变化敏感，需要在实际应用中进行调整以获取良好的控制效果。
PID控制系统及西门子PLC对PID功能块的应用
PID控制系统及西门子PLC对PID功能块的应用[摘要]应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称pid控制，又称pid调节。
pid控制器问世以来，先成为工业控制的主要技术之一。
本文中阐述了pid控制原理和特点及其在西门子编程软件中pid控制更能快的介绍。
[关键词]自动控制比例项功能块fb中图分类号：tp 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-0494-01自动控制，如今已经涵盖了社会生活的方方面面。
包括生物、电子、机械、军事等各个领域。
甚至连政治经济领域，似乎也隐隐存在着自动控制的原理。
而它在工程控制领域，理所应当的属于应用最普遍的范畴，在工程控制领域，自动控制得到了极其普遍的应用。
在自动调节的发展历程中，pid 的创立是非常重要的一环。
pid，就是对输入偏差进行比例积分微分运算，运算的叠加结果去控制执行机构。
目前，pid控制及其控制器或智能pid控制器（仪表）非常多，产品已在工程实际中得到广泛应用，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一各种pid控制器具有pid参数自整定功能的智能调节器，其中pid控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现，有利于pid控制实现压力、温度、流量、液位等的控制器，能实现pid控制功能的可编程控制器（plc），还有可实现pid控制的pc系统得到广泛应用。
其中可编程控制器去（plc）是利用其闭环控制模块来实现pid控制。
一.pid控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称pid控制，又称pid调节。
pid控制器问世70年历史，先成为工业控制的主要技术之一。
pid控制器是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
p 就是比例，就是输入偏差乘以一个系数； i 就是积分，就是对输入偏差进行积分运算；d 就是微分，对输入偏差进行微分运算。
PID与PLC的区别
DCS,（Distributed Control System）分散控制系统的简称，国内一般习惯称之为集散控制系统。
DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
DCS 具有以下特点：（1）高可靠性。
由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其他功能的丧失。
此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
（2）开放性。
DCS采用开放式，标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
DCS的定义DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
）进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。
PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。
现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。
DCS是Data Communication Subsystem （数据通信子系统）的简称。
以轨道交通行业为例，DCS是一个纯透明的非安全性系统，他是控制中心和列车之间发送报文的载体。
仪表pid与plc的pid有什么区别？
仪表pid与plc的pid有什么区别？
仪表pid与plc的pid有什么区别？现在很多仪表都有pid功能，这种情况下plc的pid控制是否已经没有了优势？
最佳答案
1、两者的控制原理没有区别，只是实现的硬件、软件平台不同而已。
2、仪表pid多用于单纯的调节回路，其需要独立采集现场有关信号，对于小规模系统来讲，成本较低且参数设置也较方便。
如果但对于中、大规模系统来讲，成本就高了。
并且plc的pid控制可以利用plc的的硬件资源，例如数字、模拟量的输入输出模块。
3、plc的pid控制还是有优势的，plc系统可实现全局总体控制工艺，即具有系统集成简洁的优点，况且plc的pid 控制用软件来实现，十分方便。
而仪表pid只能完成独立的工作，要实现全局总体控制工艺尚需plc来调度与协调，有了plc才可称之为系统集成。
pid通俗讲解
pid通俗讲解PID控制是一种常见的闭环控制算法，它广泛应用于工业过程控制和自动化系统中。
PID控制器根据系统反馈信号与给定的目标值进行比较，并根据误差的大小调整控制输出，以使系统实现期望的控制效果。
一、PID控制的基本概念1.1 PID控制器的含义PID控制是指用比例（P）、积分（I）和微分（D）三个参数对系统进行控制的方式。
控制器通过比较给定值和反馈信号的差异，并根据这个差异调整输出信号，以使系统达到所期望的状态。
1.2 PID控制器的结构PID控制器由比例环节、积分环节和微分环节组成。
比例环节根据给定值和反馈信号的差异，按照一定比例调整输出信号；积分环节根据反馈信号与给定值的累积误差来调整输出信号；微分环节根据反馈信号的变化速率来调整输出信号。
1.3 PID参数的选择PID控制器的参数选择对于控制效果非常重要。
一般情况下，可以根据系统的特性和需求来优化PID参数。
比例参数决定了控制器对于误差的敏感程度，积分参数可以消除长期的误差累积，微分参数可以对系统的快速变化作出快速的响应。
二、PID控制的原理2.1 比例控制比例控制是PID控制中最基本的控制方式。
比例控制器根据给定值和反馈信号的差异按照一定的比例系数进行调整。
当比例系数增大时，控制器对误差的敏感程度增加，系统的过渡响应时间缩短，但可能引起系统的振荡和不稳定。
当比例系数过小时，系统的控制效果较差，可能导致较大的偏差。
2.2 积分控制积分控制是PID控制中的另一种控制方式，它可以消除长期的误差累积。
积分控制器根据反馈信号与给定值的累积误差进行调整。
当系统存在常态误差时，积分控制器可以通过积分作用逐渐消除误差。
但当积分系数过大时，会导致系统的过度抵消误差，甚至引起系统的不稳定。
2.3 微分控制微分控制是PID控制中的第三种控制方式，它主要用于响应系统快速变化的情况。
微分控制器根据反馈信号的变化速率来调整输出信号。
当系统存在突变或快速变化的情况时，微分控制器可以通过快速响应减小系统的超调和振荡。
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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。