浅谈西门子PLC的PID参数整定

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浅谈西门子PLC的PID参数整定

作者：李鑫

来源：《科技视界》2014年第14期

【摘要】PID控制是目前应用最广泛的工业控制器，它可以快速准确的对压力、温度、流量、液位等工艺参数的进行自动化监控。同时PLC可直接与工业以太网相连，利用网络来实现远程自动监控功能。西门子PLC利用其闭环控制模块FB41进行PID调整，来实现PID控制。本文简要介绍了西门子PLC的PID参数整定方法，以及在三门核电AP1000项目中辅助蒸汽供应系统自动控制方面的工程应用实践。

【关键词】西门子PLC；PID；STEP7

0 引言

在工程实际应用中，PID控制以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便且不需精确的系统模型等优势，成为最为广泛的调节器控制规律之一。西门子PLC控制系统以其诸多优点已在工业控制领域得到广泛的应用，可以利用它的PID控制功能，很方便的实现对压力、温度、流量、液位等工艺参数的进行自动化监控。本文简要介绍了西门子PLC的PID参数整定方法，在工程实践中有广泛的应用价值。

当被控对象或参数不能完全掌握、或得不到精确的数学模型时、控制理论的其他技术难以采用时，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控制技术是最为方便的。总的来说，当用户不完全了解一个系统和被控对象，或不能采用有效的测量手段来获取系统参数时，最适合采用PID控制技术。

1 PID控制原理

PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。根据系统的误差，利用PID参数计算出控制量进行控制的。

图1 PID控制原理图

那么PID控制的输入e（t）与输出u（t）的关系为：

u（t）=Kp[e（t）+1/TI∫e（t）dt+TD*de（t）/dt]

式中积分的上下限分别是0和t，计算得到其传递函数为：

G（s）=U（s）/E（s）=Kp[1+1/（TI*s）+TD*s]