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工业自动化系统中利用PID控制阀门

时间:2019-08-07 07:22 来源:电工之家

在工业自动化系统中利用PID去控制阀门,通常这个阀门是一个可以接收4-20mA模拟量信号去控制阀门开度的阀门,当然也可以0-10V这样去控制,所以这个阀门首先是一个可以被模拟量信号控制开合度的阀门,通常也叫做调节阀!

比如给它4mA的信号,它就能关到最小(0%);给它20mA的信号它就可以开到最大(100%)。--这就是PID控制阀门开度对硬件的一个要求,其实这种阀门很多时候是不需要关到0%的,PID参数调节好以后,它会在一个比较小的幅度内变化,比如45%--55%这样!

阀门这边说完了,来说说PID这边,一般无非就的用PID仪表,或者PLC中的PID指令,最终去控制输出信号!PID其实是闭环控制回路的一个经典算法!在PID控制中,一般是SP , PV, CV这样的三个值,PV就是过程值!SP就目标值,CV就是输出值!还是以一个例子来简单说一下:

工业自动化系统中利用PID控制阀门
这个图片就可以看做是一个液位维持系统的PID调节回路,进水和出水是一直有的,但是出水的多少就有一个可以调节开度的调节阀来控制,调节阀开的越大水位就越低,调节阀开的关的越小水位就越高!

在这个系统中,还需要一个重要的传感器就是液位传感器,这个传感器也必须是模拟量信号,这样才能不断和你想要的目标值做对比,去决定PID的输出!也可以说必须有PV值才能满足PID算法的使用要求!这个液位传感器的值就可以认为是PV值,经过一系列格式化之后就可以,就可以参与到PID 的运算中,和SP目标液位值不断的对比,进而去预判下一步是改开大还是关小!

PID计算出来的CV值通常就是一个0-100%之间的值,在PLC中的话通常就需要通过模拟量模块输出一个4-20mA的电流信号,进而去控制调节阀的开度!

就说这么多了,大意就是PID算法是要求闭环回路,所以必须要有PV过程值,和你想维持的液位目标值SP,不断的比较,输出一个CV值,这个CV值就可以去控制阀门的开度,这里阀门的开度是调节液位的一个手段而已,你也可以变频器去控制出水水泵的转速,也是一样的,都只是PID主要目标后边的实现手段而已!---千万不要以为调节阀目前的开度也是一个PV值,这样理解就错了!

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