《过程控制》 第九讲 常用调节规律

Process Control Instrumentation Technology 主要内容 ◆常用调节规律 ◆可编程逻辑控制器(PLC)简介 ◆比例积分微分(PD)控制 改进的PD控制算法 ◆调节器控制规律的选择 先进过程控制策略

Process Control & Instrumentation Technology 主要内容 ⧫常用调节规律 ⧫可编程逻辑控制器（PLC）简介 ⧫比例积分微分（PID）控制 ⧫改进的PID控制算法 ⧫调节器控制规律的选择 ⧫先进过程控制策略

Process Control Instrumentation Technology 常用调节规律 ◆位式控制,即两位式逻辑开或关( ON/OFF) 控制; 4比例 (proportional积分( integral微分 derivative) 控制,简称PD控制; ◆模糊( Fuzzy)控制; ◆神经网络( Neural network)控制 ◆专家系统等

Process Control & Instrumentation Technology 常用调节规律 ⧫位式控制，即两位式逻辑开或关（ON/OFF） 控制； ⧫比例(proportional)积分(integral)微分(derivative) 控制，简称PID控制； ⧫模糊（Fuzzy）控制； ⧫神经网络（Neural Network）控制； ⧫专家系统等

Process Control Instrumentation Technology 可编程逻輯控制器(P)銜介 ◆可编程逻辑控制器( programmable logic contro|er:PLC)是一种数字式的电子装置, 早期专用于顺序逻辑和程序控制。 ◆使用可编程序的存储器来存储指令,实现 逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术 运算等功能,用来对各种机械或生产过程 进行控制

Process Control & Instrumentation Technology 可编程逻辑控制器（PLC）简介 ⧫可编程逻辑控制器（programmable logic controller：PLC）是一种数字式的电子装置， 早期专用于顺序逻辑和程序控制。 ⧫使用可编程序的存储器来存储指令，实现 逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术 运算等功能，用来对各种机械或生产过程 进行控制

Process Control Instrumentation Technology PL特点 高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力 ◆结构紧凑; ◆速度快; ◆功能强; 灵活通用; ◆编程容易; ◆维护方便

Process Control & Instrumentation Technology PLC特点 ⧫高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力； ⧫结构紧凑； ⧫速度快； ⧫功能强； ⧫灵活通用； ⧫编程容易； ⧫维护方便

Process Control Instrumentation Technology PL发展 ◆采用高性能的处理器,在保证快速完成顺 序逻辑运算的前提下,普遍增加: ◆回路调节功能、 ◆代数运算功能、 ◆高速通讯网络等 ◆当今的PLC已成为一个集逻辑控制、调节 控制、网络通讯和图形监视于一体的综合 自动化系统

Process Control & Instrumentation Technology PLC发展 ⧫采用高性能的处理器，在保证快速完成顺 序逻辑运算的前提下，普遍增加： ⧫回路调节功能、 ⧫代数运算功能、 ⧫高速通讯网络等。 ⧫当今的PLC已成为一个集逻辑控制、调节 控制、网络通讯和图形监视于一体的综合 自动化系统

Process Control Instrumentation Technology 常用PL ◆西门子( Siemens)S7200/300/400、S5系列; ◆欧姆龙( Omron)CS1、C200H、CPM系列; 三菱FX系列; GE Fanuc系列等

Process Control & Instrumentation Technology 常用PLC ⧫西门子（Siemens）S7-200/300/400、S5系列； ⧫欧姆龙（Omron）CS1、C200H、CPM系列； ⧫三菱FX系列； ⧫GE Fanuc系列等

Process Control Instrumentation Technology 比例积分微分(P)控制 ◆过程控制中应用最广泛的一种控制规律。 ◆计算机控制系统中首先采用的控制算式 实际运行经验及理论分析充分证明,这种 控制规律在对相当多的工业对象(一阶、 二阶)进行控制时能够得到较满意的结果

Process Control & Instrumentation Technology 比例积分微分（PID）控制 ⧫过程控制中应用最广泛的一种控制规律。 ⧫计算机控制系统中首先采用的控制算式。 ⧫实际运行经验及理论分析充分证明，这种 控制规律在对相当多的工业对象（一阶、 二阶）进行控制时能够得到较满意的结果

Process Control Instrumentation Technology 模我的P算式 e u=Kp(e+edt+Ta) u=Kpe+kil edt+Kd dt U:输出 ◆Kn:比例系数 ◆e:偏差 ◆T:积分时间常数 ◆T:微分时间常数

Process Control & Instrumentation Technology 模拟的PID算式 ⧫u：输出 ⧫Kp：比例系数 ⧫e：偏差 ⧫Ti：积分时间常数 ⧫Td：微分时间常数 ) 1 ( dt de edt T T u K e d i = P + +  dt de u K e K edt Kd i = P + + 

Process Control Instrumentation Technology 比例带(度) ◆反映比例控制器的比例控制作用强弱的一个参 数。 ◆数值上比例度等于输入偏差变化相对值与相应 的输出变化相对值之比的百分数 ×100 max min max mIn

Process Control & Instrumentation Technology 比例带（度） ⧫反映比例控制器的比例控制作用强弱的一个参 数。 ⧫数值上比例度等于输入偏差变化相对值与相应 的输出变化相对值之比的百分数 / 100% max min max min         − − = u u u x x e 

Process Control Instrumentation Technology 比例带(度) ◆可以理解为使控制器的输出变化满刻度 (也就是使控制阀从全关到全开或相反) 时,相应所需的输入偏差变化量占仪表测 量范围的百分数。 ◆比例度δ越大,表示比例控制作用越弱。 (6=1/K。)减小比例度,会使系统的稳 定性和动态性能变差,但可相应地减小余 差,提高静态精度

Process Control & Instrumentation Technology 比例带（度） ⧫可以理解为使控制器的输出变化满刻度 （也就是使控制阀从全关到全开或相反） 时，相应所需的输入偏差变化量占仪表测 量范围的百分数。 ⧫比例度δ越大，表示比例控制作用越弱。 (δ =1/Kp ）减小比例度，会使系统的稳 定性和动态性能变差，但可相应地减小余 差，提高静态精度