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PID回路的正作用/反作用与阀门类型的关系

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2012-01-16 18:22:07

        本文的阀门部分的例子由西华大学郑萍教授提供。
        PID的正/反作用指的是PID的输出与反馈之间的关系,在开环状态下,增加PID输出导致反馈增加,减少PID输出导致反馈减小的是正作用;相反增加PID输出导致反馈减小,减少PID输出导致反馈增加的是反作用。
        比如电加热温控系统,增加加热功率会导致被控对象的温度升高,停止加热会导致被控对象的温度降低,这就是一个典型的正作用系统。同样是温控系统,制冷则恰恰相反,压缩机的输出功率增加,导致被控对象温度的降低,压缩机停止工作,会导致被控对象温度的上升,这就是反作用系统。
        正作用时PID的增益应取正数,反作用时增益应取负数。
        调节阀(执行机构)也有正作用和反作用。调节阀分为气开阀和气关阀。
        气开阀属于正作用,其给定信号0~100%对应阀门开度0~100%。
        气关阀属于反作用,其给定信号0~100%对应阀门开度100~0%。
        下面举例说明调节阀类型与闭环系统正作用、反作用的关系。
        【例1】  一个控制蒸汽加热系统的气开阀在系统的入口。
        在热损耗一定的状况下,增加阀门的开度导致被控对象温度升高,减小阀门开度导致被控对象温度降低,这是一个正作用的系统。
        采用FB58功能块,    设定值和反馈值均为温度,比例增益为正值,控制值输出0~100%对应阀门开度给定0~100%,断气或PLC停机状态下,阀门全关。
        【例2】一个气关阀控制蒸汽压力系统(阀在压力系统的出口)。
        在进气压力一定的状况下,增加控制器输出,导致阀门开度减小,系统压力增加。减小控制器输出,导致阀门开度增加,系统压力减小,这是一个正作用系统。
采用FB41功能块,    设定值和反馈值均为压力,比例增益为正值,控制值输出0~100%对应阀门开度给定100~0%,断气或PLC停机状态下,阀门全开。
        【例3】一个气开阀控制一个蒸汽压力系统(阀在压力系统的出口)。
        在进气压力一定的状况下,增加控制器输出,导致阀门开度增加,系统压力减小。减小控制器输出,导致阀门开度减小,系统压力增大,这是一个反作用系统。
采用FB41功能块,    设定值和反馈值均为压力,比例增益为负值,控制值输出0~100%对应阀门开度给定0~100%,断气或PLC停机状态下,阀门全关。
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