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智能PID流量调节控制仪器

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江苏华云仪表有限公司是国内重点测控工程成套单位,专业从事流量仪表,液位仪表,数显控制仪表研发生产企业,产品技术源于德国美国,按照国际标准设计生产出了气体,液体计量专用仪表。产品广泛应用于石油、化工、环保、冶金、电力、交通、食品、医药、、科研等各种行业的贸易结算和计量 。 气体流量计涡街流量计厂家生产车间图 公司拥有一批长期从事自动化控制研究的设计、研制、安装调试的专业高科技人才,为各行业提供了满意的成套系统。荟萃实力雄厚的专业队伍,积淀丰 富的技术,管理经验,涵盖全国的营销网络和分支机构,能够快速,便捷的为用户提供技术服务。在互联网商务的时代浪潮中,公司专门成立了电子,依靠专 业的网络技术力量和电子商务贸易手段,实施对传统经济和资源的整合以及大范围快速的拓展市场。 自公司成立以来就凭借良好的信誉及优质的服务与各地区的生产 厂商,经销商等建立了长期稳定的商业贸易伙伴关系。坚持“科技、创新、质量、服务”的发展方针,继续秉承“打造产业航母、贡献民族经济”的宗旨,在今后的发展中,将继续致力于技术的创新,品质的宗旨服务社会。 江苏华云仪表有限公司将以优质的产品、优惠的价格、优良的服务积极参与市场竞争,竭诚与各界朋友,新老客户诚信合作,共创煌。国内各级代理加盟申请:省 级 代 理:在合同约定区域内展开业务拓展,年销售额超过500万元返利5%,年销售额超过1000万元返利7%。地级市代理:在合同约定区域内展开业务拓展,年销售额超过200万元返利4%,年销售额超过500万元返利6%。县 级 代 理:在合同约定区域内展开业务拓展,年销售额超过50万元返利3%,年销售额超过200万元返利5%。各区域代理均享受我公司提供的免费广告资源,技术人员上门售后指导安装等服务。详细咨询:。全国售后服务体系:一:凡是我公司的产品不管是网络渠道购买或者在代理经销商处购买均提供的18个月质量保证,18个月内有任何质量问题可以免费换新;二:如果使用单位现场工况条件比较复杂,由使用单位或经销商向我公司申请技术人员现场勘察;三:网络销售的产品遇到售后问题可以直接与销售人员联系邮寄处理售后。

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流量调节控制仪与流量计和调节阀一起配合使用,可以实现介质瞬时流量大小自动控制。主要采用继电器调节控制、S S R电平调节控制、电流模拟量调节控制。
调节仪表内置 2 个继电器,每个继电器的报警值、上下限报警功能、报警回差可分别设定,可设置报警延迟与上电抑制功能。仪表可自定义操作员菜单、设定值上下限幅、
控制输出上下限幅、控制输出上限有效范围、控制回差等,以实现不同用户的使用需求。此外,仪表带继电器报警控制输出、模拟量调节控制输出、 仪表异常变送输出选择等多种输出功能,带双屏高亮度数码管显示。


智能PID调节控制仪
PID流量控制器
技术参数
测量精度:±0.3%FS
控制精度:±0.5%
信号输入:4-20ma输入
控制输出:模拟量4-20ma输出,JZC继电器输出,容量:AC220V/3A,DC24V/3A。
报警输出:带上下限报警功能,可以设置回差。
工作电压:开关电源AC/DC 110240V,频率50/60HZ,功耗≤5W,开关电源:DC12-36V, 功耗≤3W。
使用环境:-10~50℃。
液体流量调节控制系统
PID 是比例、积分、微分的简称,PID 控制的难点不是编程,而是控制器的参数整定.参数整定的关键是正确地理解各参数对控制系统的影响.在系统性能不能令人满意时,知道应该调节哪一个参数,该参数应该增大还是减小.由于受实验限制,再加上多媒体课件的局限,学生对PID 控制的过程感觉很抽象,分析起来有一定的困难.详细分析了 PID 控制器的基本作用,并将MATLA/SIMULINK 应用到教学中,通过对 PID 控制系统进行仿真,直观地展现了各参数变化对过渡过程的影响自从有了PID 控制,参数对过渡过程的影响就一直是人们研究的问题之一.处于平衡状态下的自动控制系统受到干扰作用后,被控变量会发生变化而偏离给定值,系统进入过渡过程.自动控制的作用就是检测变化、计算偏差并消除偏差.在这一过程中,被控变量的变化情况、偏离给定值的以及系统消除偏差的速度、精度等都是衡量自动控制系统质量的依据.
各种参数的作用,其变化是如何影响控制系统,理论的讲解晦涩难懂.若将 MATLAB/SIMULINK 对控制系统仿真引入教学中,针对不同参数的仿真比对,直观地反映了各参数对控制过程的影响,便于分析。
1 PID 控制系统原理及算法
比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)是在工业过程控制中见、应用广泛的一种控制策略,它是在上世纪 20 年代对船舶自动导航的研究中提出的.到上世纪 40 年代,PID 控制器已在过程控制中得到了广泛的应用.尽管许多控制算法不断推出,但 PID 控制器由于结构简单、实现容易、鲁棒性较强的优点,被广泛应用于各种工业过程控制中.正确使用、合理设计PID 参数可改善控制性能.
1.1 PID 控制系统原理及算法
1.1.1 PID 控制系统原理 其原理见图 1.
1.1.2 PID 控制系统算法 PID 控制器主要是依据给定值 r(t ) 与实际输出值 y(t )构成控制偏差,用公式表示,即e(t ) = r(t)- y(t ).
PID 的控制规律
1.2 PID 控制器各环节的作用
1.2.1 比例环节 成比例地反映控制系统的偏差信号e(t ) ,偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减小偏差.因为比例调节器的输出变化量与输入偏差是一一对应的,所以控制及时,其中 Kp 的大小决定了比例控制的强弱.
1.2.2 积分环节 主要用于消除余差,提高系统的无差度.积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti ,Ti 越大,积分作用越弱,反之则越强.
1.2.3 微分环节 根据偏差信号的变化趋势来进行调节,并能在偏差信号变得太大之前,开始调节,从而加快系统的动作速度,减少调节时间.微分作用强弱取决于微分时间的大小[1-3].
2 MATLAB 仿真
通过用 MATLAB 软件对PID 控制仿真,并进行分析比例、积分和微分是如何影响控制过程的.
2.1 建立数学模型
设被控对象的传递函数为G(s) =
2.2 仿真建模
PID 控制系统模型[4]见图 2.
2.3 仿真实验
2.3.1 比例控制 图 2 中先去掉积分和微分项,然后取不同的比例系数 Kp ,进行仿真,仿真结果见图 3.
在相同大小的干扰下,调节器的比例系数越大,则比例作用越强,
5
s(s + 5) .

图 2 PID 控制系统模型
调节器的输出越大.被控变量偏离给定值越小,被控变量被拉回到给定值需要的时间越短,系统的余差也
随之减小.同时,系统的响应速度加快,但系统超调也随之增加,随着比例系数的增加,达到一定值时, 系统将趋于不稳定.比例系数越小,则调节器的输出变化越小,被控变量变化越缓慢,过渡过程越平稳, 但过渡时间加长,系统平衡时的余差就越大.
2.3.2 积分控制 图 2 中 Kp 保持不变(本实验取 Kp =15),去掉微分项,然后取不同的积分系数 Ki ,进行仿真,观察仿真结果,分析 Ki 的变化对控制系统的影响.
从图 4 中可以看出,超调的减小、振荡变小以及系统的稳定性、响应速度取决于 Ki .随着 Ki 增加, 积分作用不断增强,在相同的扰动作用下,调节器的输出增大,余差消除加快;同时系统的振荡加剧,稳定性下降. Ki 太大,还可能导致系统不稳定.
1.1.1 微分控制 图 2 中 Kp 保持不变(本实验取 Kp =200) 去掉积分项,然后取不同的微分系数 Kd ,进行仿真,观察仿真结果,分析 Kd 的变化对控制系统的影响(见图 5).
从图 5 中可以看出,在相同输入变量作用下,微分系数
太小对系统的品质影响不大(见图中的曲线 1).随着微分系数 Kd 增加,微分作用越强;当 Kd 适当,对于系统的稳定
性、响应速度的加快以及超调量的减少都会有所改善(见图
中的曲线 2); K 太大,反而会使系统不稳定[5-7].
图 5 微分控制的过渡曲线
注:1,2,3 条曲线分别是 Kd=0.5,3,6 的阶跃响应曲线.
3 结论
PID 控制原理,通过利用 MATLAB 仿真,了解各参数的作用及对控制系统的影响[8-10].在整定 PID 控制器参数时,可以根据控制器的参数与系统动态性能和稳态性能之间的定性关系,用实验的方法来调节控制器的参数. 如果阶跃响应的超调量太大,经过多次振荡才能稳定或者根本不稳定,应减小比例系数、增大积分时间.如果阶跃响应没有超调量,但是被控变量上升过于缓慢,过渡过程时间太长,应按相反的方向调整参数.如果消除误差的速度较慢,可以适当减小积分时间,增强积分作用.反复调节比例系数和积分时间,如果超调量仍然较大,可以加入微分控制,微分时间从 0 逐渐增大,反复调节控制器的比例、积分和微分部分的参数,直到满意.
总之,PID 参数的调试是一个综合的、各参数互相影响的过程,实际调试过程中的多次尝试是非常重要的,也是必须的.基于 PID 控制系统的众多优点,使其成为工业生产中应用广泛的调节器控制规律, PID 控制或是基于PID 控制的各种改进型PID 越来越得到广泛应用,前景十分广阔.


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