關(guān)于PID控制技術(shù)在工業(yè)自動控制中的應(yīng)用研究

邢微

摘 要：近幾年隨著我國經(jīng)濟的增長，工業(yè)方面也取得了飛躍式的發(fā)展進步，而我國的工業(yè)自動化控制技術(shù)應(yīng)用的也已經(jīng)較為普遍，有效的提高了工業(yè)生產(chǎn)的速率，這項技術(shù)在不斷成熟的同時。也使得企業(yè)獲取了一定的經(jīng)濟效益，所以在企業(yè)中具有重要的應(yīng)用價值。而在這項技術(shù)應(yīng)用的過程中，PID技術(shù)的使用功不可沒，這是在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)經(jīng)常用到的一種控制形式，對于實現(xiàn)工業(yè)自動控制而言具有十分重要的作用，可以說它是整個技術(shù)應(yīng)用中最為關(guān)鍵的部分。因此，具有極大的應(yīng)用價值和研究價值。

關(guān)鍵詞：PID控制技術(shù)；工業(yè)自動控制；應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，很多技術(shù)在得到了應(yīng)用的同時還在不斷的進行研究和改進。自動化技術(shù)對于人們而言并不陌生，也是時代發(fā)展的產(chǎn)物，信息自動化、工業(yè)自動化等眾多概念不斷的出現(xiàn)在人們的耳中，而這是科技進步的一個重要的里程碑。尤其在工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，自動化技術(shù)具有很大的應(yīng)用價值和影響，是先進的生產(chǎn)力，一定程度上提高了我國的現(xiàn)代化水平。而在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中PID控制技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要，這是一個至關(guān)重要的技術(shù)，它的應(yīng)用目前已經(jīng)比較普遍，而且在未來還具有極大的應(yīng)用以及推廣價值。

一、PID工作的原理

在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，PID技術(shù)的應(yīng)用是很重要的一部分，這是維持系統(tǒng)運行的關(guān)鍵，具有一定的工作原理，這就需要工作人員能夠進行一定程度的掌握，從而能夠?qū)Υ思夹g(shù)加深理解，在應(yīng)用上效果更好，更方便。而其主要的原理就是對于控制對象的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)等方面進行調(diào)解，從而滿足人們工作的需要。這種技術(shù)又稱為調(diào)節(jié)器或是控制器，主要應(yīng)用在對比例、微分控制的工程項目中，當(dāng)然在其他領(lǐng)域也有其具體的應(yīng)用，所以PID技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣。這項技術(shù)的起源在上世紀(jì)，具有一定的穩(wěn)定性、可靠性，并且還有結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷等優(yōu)點，所以這項技術(shù)如今也就成為了工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中主要應(yīng)用的技術(shù)。在實際操作時，如果應(yīng)用傳統(tǒng)的技術(shù)無法掌握控制對象的數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵要素，或者其他控制技術(shù)無效時，就可以應(yīng)用PID技術(shù)，這項技術(shù)能夠及時有效的解決這一問題，結(jié)合工作現(xiàn)場的實際情況，能夠通過經(jīng)驗和這種控制技術(shù)來調(diào)解控制對象的參數(shù)等，最終使得工業(yè)自動化控制系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運行。因此，這是一項極其重要的技術(shù)，在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有極大的調(diào)解作用和影響，應(yīng)該得到有關(guān)人員的重視，加大推廣力度，針對不足的地方也要進行相應(yīng)的改進，從而讓這項技術(shù)更好的為人們服務(wù)。

二、選定PID被控參數(shù)

在控制方案設(shè)計中，選擇被控參數(shù)極為關(guān)鍵，面對穩(wěn)定生產(chǎn)、提升產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量起到了決定性的因素。在真正的應(yīng)用當(dāng)中，PID參數(shù)的選擇并非唯一，也不是任意的，需要經(jīng)由過程的特殊性不斷進行分析，才可以給出正確的選擇。

以下為選取被控參數(shù)的普遍原則：

首先，應(yīng)選擇出對產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、安全生產(chǎn)等有著決定性作用、能夠直接測量的工藝參數(shù)當(dāng)做被控參數(shù)；

其次，如果無法通過直接參數(shù)作為被控參數(shù)時，應(yīng)當(dāng)選擇一個同直接參數(shù)具有線性單值函數(shù)對應(yīng)關(guān)系的間接參數(shù)當(dāng)做被控參數(shù)；

再次，被控參數(shù)一定要具備充分的靈敏性；

最后，被控參數(shù)的抉擇，要考量工藝過程的合理性以及使用儀表的性能。

三、PID調(diào)節(jié)參數(shù)對自動控制過程造成的影響

在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，應(yīng)用技術(shù)是必然的要求，這樣才能促進工作效率的提高以及經(jīng)濟的增長。所以工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的運用就顯得至關(guān)重要，而對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行自動控制的過程中，PID技術(shù)的調(diào)節(jié)作用就逐漸的顯現(xiàn)了出來，進而對于企業(yè)的生產(chǎn)流程產(chǎn)生了重要的影響。而其作用主要體現(xiàn)在其自動控制過程中。

對于比例調(diào)節(jié)而言，隨著調(diào)節(jié)比例值的上升會令曲線的變化逐漸遲緩，也可以說，調(diào)節(jié)作用在持續(xù)降低。它的震蕩周期越久，衰減也就越嚴(yán)重。假如比例調(diào)節(jié)只是純比例作用，那么系統(tǒng)穩(wěn)定后的余差也會較大。反之，一旦比例值過小，震蕩周期也會隨之縮短，曲線波動明顯，衰減比會向著小的方向變動。

就積分調(diào)節(jié)來講，積分時間尤為重要，積分作用會隨著積分時間的延長而逐漸變?nèi)酰矔S著積分時間的縮短逐漸變強。在這個過程里，曲線震蕩越發(fā)明顯，系統(tǒng)震蕩周期逐漸降低?？墒牵坏┓e分時間過短，曲線震蕩就會較為強烈，從而使得系統(tǒng)操作無法穩(wěn)定。如果積分時間過長，調(diào)節(jié)器就只能具有比例調(diào)節(jié)的功能。

對于微分調(diào)節(jié)來講，最為重要的是微分時間，微分調(diào)節(jié)作用隨著微分時間的延長而越發(fā)明顯，震蕩也會在這個時間里變得越發(fā)模糊，周期也會隨著縮短?？墒?，一旦微分時間過長，就會引發(fā)振幅過渡增大，因此會令調(diào)節(jié)器的作用過于模糊。

在工業(yè)自動控制過程中，調(diào)解方式不會都進行應(yīng)用，這與實際情況有關(guān)，要根據(jù)實際情況進行選定，只有合適的并且達標(biāo)的調(diào)節(jié)技術(shù)才能得到選用，而選擇結(jié)果也往往也在兩種方式以內(nèi)。使用后通過參數(shù)的變化和對比就能看出來，在運用技術(shù)調(diào)節(jié)的過程中是有一定的規(guī)律的，在沒有利用積分進行調(diào)節(jié)時，積分時間的設(shè)定就能夠無窮大；而沒有利用微分進行調(diào)節(jié)時，微分時間的設(shè)定就可以改為零；而如果沒有比例調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)，PID回路增益就可以設(shè)置為0，通過這些規(guī)律也就對控制目標(biāo)實現(xiàn)了最終的控制，人們也就能利用PID調(diào)節(jié)參數(shù)進而對自動控制的過程造成影響，進而更有利于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中進行有效合理的控制，幫助企業(yè)人員加快生產(chǎn)相率，獲得經(jīng)濟上的創(chuàng)收。

四、設(shè)定PID調(diào)節(jié)最終參數(shù)

通常PID的調(diào)節(jié)作用想要實現(xiàn)最優(yōu)態(tài)，就要對積分時間、微分時間乃至PID回路增益設(shè)定最佳值。在生產(chǎn)時間當(dāng)中使用了經(jīng)驗整定法，這是由于現(xiàn)場經(jīng)驗整定法是當(dāng)前應(yīng)用最強、最普遍的工程整定方式，在這個過程里，整定調(diào)節(jié)方式是比例調(diào)節(jié)、積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)。并且，在整個調(diào)節(jié)的過程當(dāng)中隨時對曲線的變動進行觀察，逐漸轉(zhuǎn)變參數(shù)取值，直到實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的設(shè)計要求。

五、結(jié)束語

一個生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展動力就在于對技術(shù)的使用和把握，要能找準(zhǔn)時機，通過技術(shù)提高生產(chǎn)力是提高生產(chǎn)力的關(guān)鍵。而在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這就少不了工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的使用，自動化技術(shù)是人們經(jīng)常能夠使用的一項新型技術(shù)，被人們應(yīng)用在了各個行業(yè)中，在生產(chǎn)領(lǐng)域同樣也具有極高的價值。而要想實現(xiàn)工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的完美運行就要重視其中PID技術(shù)的應(yīng)用，這項技術(shù)具有其一定的工作原理，通過這層原理能夠?qū)ιa(chǎn)環(huán)節(jié)加以控制。雖然這項技術(shù)還不是很完善，但是依然具有極大的應(yīng)用價值和推廣價值，對于科研人員而言，還應(yīng)該加強對于技術(shù)的改進工作，從而讓其更適合人類生產(chǎn)的需要，為企業(yè)獲得經(jīng)濟效益的同時也加快了我國的工業(yè)化建設(shè)的步伐。

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