触摸屏宏编辑的pid控制器：pid算法原理及基本实现-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2022-03-17 13:38:33

楼主

事情缘起：前段时间做一个模拟量控制的设备，为了经济实惠，就买了一个国产plc，拿到手才发现没有pid控制功能，于是找厂家，厂家给了一个温控的程序，写入后根本达不到想要的效果。这件事也就一直搁置下来。

直到最近，手里有一块步科的hmi，型号是GL070E，用的软件是Kinco DTools V3.5，说明书里面讲全面支持标准C语言C89，看了以后确实令人兴奋，于是用C写了pid程序。由于宏代码是一次读取写入的，不能实时，所以转换过程比较繁琐，不过只要知道pid算法和原理，就能改造它。所以把原来的程序从新编辑写入，运行了一下效果挺好，虽然只是一个初级的版本，但是只要有了基础就能盖高楼。

下面把pid算法和原理写一下，只是个人认识：

PID算法的控制流程很简单，即利用反馈值来检测偏差信号，并通过偏差信号来控制输出量。控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和。其功能框图如下：

然后查阅资料找到pid算法的数学函数公式，其中Kp为比例带，TI为积分时间，TD为微分时间。PID控制的基本原理就是如此：

公式.png

比例就是用来对系统的偏差进行反应，所以只要存在偏差，比例就会起作用。

积分主要是用来消除静差，所谓静差就是指系统稳定后输入输出之间依然存在的差值，而积分就是通过偏差的累计来抵消系统的静差。

而微分则是对偏差的变化趋势做出反应，根据偏差的变化趋势实现超前调节，提高反应速度。

（1）PID的简单实现

位置型PID就是以下面的位置型公式为基础，也就是将上面的PID算法公式离散化以后进行hmi宏编辑。

公式离散.png

有时候看文字很难理解，上百度搜一下pid是什么，人云亦云，很多说法应该都是抄来抄去的，如果真相信的话还真是误入歧途，比如步进式pid和增量式pid的区别，网上很多都是讹传，真想理解它就得对照公式分析数据，在运行过程中从数据监视窗口里看p，i，d在控制过程中三个值怎么变化，就能明白它的控制原理。当然plc里面的pid不会提供这些数据。

根据数据变化得出一个结论：步进式pid主要用在线性系统控制

下一步编一个增量pid，到时再進一步论述两者的区别和用途。

截屏.PNG