北海西门子6XV1840-2AH10

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PID控制中有P、I、D三个参数，只有明白这三个参数的含义和作用才能完成控制器PID参数整定，让控制器到达较佳控制效果。电子开发网在本文给大家介绍PID控制中P、I、D参数的作用。

比例作用
比例控制器实际上就是个放大倍数可调的放大器，即△P=Kp×e，式中Kp为比例增益，即Kp可大于1，也可小于1；e为控制器的输入，也就是测量值与给定值之差，又称为偏差。

要说明的是，对于大多数模拟控制器而言，都不采用比例增益Kp作为刻度，而是用比例度来刻度，即δ=1/Kc×**。也就是说比例度与控制器的放大倍数的倒数成比例；控制器的比例度越小，它的放大倍数越大，偏差放大的能力越大，反之亦然。

明白了上述关系，就可知道比例度(即比例带)越大，控制器的放大倍数越小，被控参数的曲线越平稳；比例度越小，控制器的放大倍数越大，被控参数的曲线越波动。

比例控制有个缺点，就是会产生余差，要克服余差就必须引入积分作用。

积分作用
控制器的积分作用就是为了自控系统的余差而设置的。所谓积分，就是随时间进行累积的意思，即当有偏差输入e存在时，积分控制器就要将偏差随时间不断累积起来，也就是积分累积的快慢与偏差e的大小和积分速度成正比。只要有偏差e存在，积分控制器的输出就要改变，也就是说积分总是起作用的，只有偏差不存在时，积分才会停止。

对于恒定的偏差，调整积分作用的实质就是改变控制器输出的变化速率，这个速率是通过积分作用的输出等于比例作用的输出所需的一段时问来衡量的。积分时间小，表示积分速度大，积分作用就强；反之，积分时问大，则积分作用就弱。如果积分时间无穷大，表示没有积分作用，控制器就成为纯比例控制器。

实际上积分作用很少单独使用，通常与比例作用一起使用，使其既具有把偏差放大(或缩小)的比例作用，又具有将偏差随时间累积的积分作用，且其作用方向是一致的。这时控制器的输出为：△P=Ke+△Pi，式中△P为控制器输出值的变化；Ke为比例作用引起的输出；△Pi为积分作用引起的输出。

微分作用
微分作用主要是用来克服被控对象的滞后，常用于温度控制系统。除采用微分作用外，在使用控制系统时要注意测量传送的滞后问题，如温度测量元件的选择和安装位置等。

在常规PID控制器中，微分作用的输出变化与微分时间和偏差变化的速度成比例，而与偏差的大小无关，偏差变化的速度越大，微分时间越长，则微分作用的输出变化越大。但如果微分作用过强，则可能由于变化太快而由其自身引起振荡，使控制器输出中产生明显的“尖峰”或“突跳”。为了避免这一扰动，在PID调节器和DCS中可使用微分**PID运算规律，即只对测量值PV进行微分，当人工改变控制器的给定值SP时，不会造成控制器输出的突变，避免了改变SP的瞬间给控制系统带来的扰动。如TDC-3000，则在常规PID算法中增加一个软开关，组态时供用户选择控制器对偏差、还是测量值进行微分。

当输入阶跃信号后，微分器一开始输出的较大变化值与微分作用消失后的输出变化的比值就是微分放大倍数Kd，即微分增益，微分増益的单位是时间，设置微分时间(或者微分增益)为零会取消微分的功能。

为便于记住比例、积分、微分三个作用，特抄录三个顺口溜供大家参考。
比例作用顺口溜                                                                                              
比例州节器，像个放大器；                                                               
一个偏差来，放大送出去；                                                               
放大是多少，旋钮看仔细；                                                              
比例度旋大，放大倍数低。                                                               
积分作用顺口溜
重定调节器，累积有本领；
只要偏差在，累积不停止； 
累积快与慢，旋钮看仔细；
积分时间长，累积速度低。
微分作用顺口溜 
说起微分器，一点不神秘；
阶跃输入来，输出跳上去；
下降快与慢，旋钮看仔细；
微分时间长，下降就慢些。

关于重定调节器的说明：重定就是重新给定的意思，因为控制器中积分作用就是完成重定工作的。以前把比例积分控制器叫做重定调节器。

据有关统计数据表明，随着高速发展以及人民生活质量的提高，对微波食品、休闲食品及冷冻食品等方便食品的需求量将不断增加，这将直接带动相关食品包装的需求，中国食品与包装机械业在今后的一段时间内将维持正增长。预计“十一五”期间，中国包装工业的总产值可望达到4500亿元人民币，并保持年均7%的增长速度。从2011年到2015年，总产值可望突破6000亿元，每年平均增速约维持在16%的水平。以产品分类，中国纸包装制品产量到2015年可达3600万吨，塑料包装制品946万吨，金属包装制品491万吨，玻璃包装制品1550万吨，包装机械120万台套。预计未来循环经济将成为包装行业发展的主要模式、包装资源回收利用将实现产业化、绿色包装材料将获得大力开发和发展、包装基础工业也将加快发展。一个国家包装工业的发展水平及其包装设计研发理念，是该国经济生活中文明程度的重要标志。包装产业不仅涵盖了包装产品的设计、生产，包装印刷，包装原辅材料供应，包装机械以及包装设备制造等多个生产领域，其包装制品还参与到**至*三产业，货物流通的每一个环节。对使用后的包装产品进行处置、回收和再生利用是包装工业*性的社会责任。因此，包装产业的发展与**经济一体化和人类社会可持续发展息息相关。包装产业作为“朝阳产业”，必将对**制造业发展及其产品的**间流通产生不可低估的作用。 

但是，目前我国的包装机械自动化程度不高，和其他包装强国相比技术水平还有待提高。因此，我们要大力的发展包装机械的自动化水平，提高生产效率，提高产品的档次，这样才能在激烈的**包装市场竞争中立于不败之地。下面给大家介绍来自美国的小型一体化控制器（OCS）在包装行业的应用。 

一、 一体化控制器OCS在颗粒包装机上的应用： 

颗粒自动包装机适用于制、食品、植物种子、化妆品、等产品中的松散状无粘性粗粉状、颗粒状物料的自动包装，如：冲剂、小丸、味精、白糖、汤料、麦片等，颗粒自动包装机可以在包装过程中自动完成计量、拉袋、充填、封口、切断、计数、热压批号等全部工作，是制、食品、等行业广大客户实现生产自动化、提高生产效率的优选设备。北京某包装机械制造有限公司是生产颗粒自动包装机及灌装机的专业厂家，其生产的DXD系列自动包装机及灌装机行销海内外，得到用户的普遍**。Horner公司技术工程师在认真研究了包装机工作原理之后，提出了基于XLE103小型一体化PLC的控制系统。产品外形如下：DXD全自动包装机要求加料、充填、拉袋、封口、剪切、撕口、热压批号等工序全自动完成，包装速度、制袋长度可以人为调整。采用XLE103控制的DXD全自动包装机是集PLC控制器、人机界面、温度PID控制、高速I/O、步进电机控制等多种功能于一体的多用途自动包装机，该包装机具有自动给料、高速计数、袋长可调、温度可自调节，并且具有性能稳定、操作维护方便、效率高等特点，保了包装袋的长度稳定，图形美观。根据工艺要求，DXD全自动包装机采用XLE103进行自动控制，包含一个关键的步进电机的协调运行。XLE103是一款高度集成的一体化控制器，它本身集成12路数字量入，12路数字量出，4路高达10KHz的高速计数器输入，2路较大道100KHz的PWM（高速脉冲）输出，2路14位的模拟量输入，自身可支持8路的PID数字调节。此外还集成2个串口，可以支持MODBUS协议和其他的串口协议。并且编程软件免费，编程电缆用户可自己制作。 

经过实践的证明，此款OCS控制器完全可以控制颗粒包装机的各种动作，并且达到了降，提率的目的。对颗粒包装机提高附加值是个很好的先例。 

二、 一体化控制器OCS在缓冲机上的应用： 

随着工业的高速发展，对包装材料的需求量越来越大，尤其是具有缓冲性能的包装材料泡沫聚苯乙烯（EPS）的需求越来越大。缓冲包装材料属于一种寿命、“用过即扔”的一次性包装物，瞬间即可变成垃圾，对环境的负面影响是显而易见的。家用电器、电子仪器、玻璃器皿等产品的包装一直采用EPS，然而由于塑料发泡材料的废弃物在自然界中长期不能生物降解，给环境造成严重的“白色污染”，已经被许多禁止使用，我国也将逐步禁止使用。因此，使用皱纹牛皮纸是一种经济而且容易得到的缓冲材料，其特点是表面性能稳定，不容易产生粉尘，加工容易，可塑性好，其缓冲作用主要靠挤压皱纹牛皮纸而实现，能为轻的待装产品提供良好的缓冲作用。下面就一体化控制器OCS为**控制的褶皱牛皮纸生产设备—缓冲包装机作一下详细的介绍。缓冲机的外观如下：此设备的控制器是由美国Horner公司*的一款小型的一体化控制器XLE，Horner 的工程师针对缓冲包装机的特点，经过细心的研究后，决定选用XLE103作为此设备的控制部分。这款控制器的外形尺寸仅为96mm×96mm×58mm，非常适用于小系统，另外它本身集成12点直流输入（其中4路可以配置为高速计数器）；12点直流输出（其中2路可以配置为脉宽调制）；2路模拟量输入；2个串行通讯口；支持TF-flash卡；较重要的是，它本身自带一块128×64的图形LCD。这些功能就完全满足了缓冲机的要求，其控制器产品外观如下：经过实践的证实，XLE103完全满足缓冲包装机的工艺要求，并能根据工作状况自动调整，以使设备达到较高能效。 

三、 一体化控制器在封口机上的应用 

目前我国对于食品的安全卫生标准日加严格，因此在食品的生产运输过程中必须采用真空的包装，这就必须使用封口机械对食品进行真装。下面就给大家介绍一下一体化控制器XLE在真空封口机上的应用。 

封口机主要的两个关键控制点就是袋内真空度和封口温度的控制。XLE通过接受真空度传感器的信号来包装袋内的真空度，从而根据操作人员的设定值来控制真空泵的起停时间，当包装袋内的真空度达到设定要求时马上进行热封，从而能保持袋内食品的保鲜期。因此对控制器的要求非常高，不仅要时时采集模拟量信号，不断地进行比较。根据特别的算法，从而保持袋内真空度处于动态的平衡。另外，XLE本身具备32路相对独立的PID算法调节，根据热电偶采集的温度信号进行PID控制已经达到了很好的效果。(end)