PID 控制中的积分饱和问题:如何避免“死循环”

引言

PID 控制器作为现代自动化控制系统中最常用的控制算法之一,广泛应用于工业生产、航天航空、自动化设备等各类领域。PID 控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三部分组成,其中,积分部分的作用是消除系统的稳态误差,使得系统能够在长时间内保持稳定状态,准确地跟踪设定的目标值。然而,在实际应用中,PID 控制器中的积分部分可能会出现一个严重的问题——积分饱和,这个问题不仅会影响系统的响应速度,还可能导致系统的失控,甚至引发严重的控制问题。

在本文中,我们将深入探讨 PID 控制器中积分饱和问题的根源、表现以及如何应对这一问题,从而确保系统的稳定性与可靠性。

1  PID 控制器的基本原理

PID 控制器是一种经典的反馈控制器,它根据偏差(实际值与目标值的差)来调整系统的输出,以实现所需的目标状态。PID 控制器的基本组成如下:

比例项(P):比例项通过与误差成比例地调整控制输出,它的主要作用是迅速减小误差,并加速系统的响应速度。比例控制的输出是误差与比例增益(Kp)的乘积。

工业自动化的活化石|基地式调节器“考古”纪实(7)完结篇

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工业自动化的活化石-往期回顾

12.7 工控人节日快乐!搞自动化的我们啊!快乐呀!(留言赠书)

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工控人大多是自动化专业出身

当年学的无非是

每周一个编程小例子:流量累计与批次控制

引言

随着工业自动化技术的不断发展,流量控制与批次处理在许多领域中发挥着至关重要的作用,尤其在化工、食品和制药等行业中,精确控制流量与批次是确保生产稳定与产品质量的重要保障。本文将介绍一款基于 PLC(可编程逻辑控制器)的功能块,名为FB_FlowTotalizerBatch,该功能块可实现高精度流量累计、批次控制及单位转换等多种功能。通过此功能块,用户能够实时监测流量、批次进度及自动复位操作,从而提高生产效率与精度。

1  程序代码及介绍

下面是完整的 PLC 程序代码(代码基于 CodeSys 平台的 ST 语言):

西门子2025年营收创历史新高达7000亿元,中国市场增长功不可没

 

全球自动化霸主西门子发布的 2025 财年业绩报告显示集团订单总额飙至 884 亿欧元约人民币 7000 亿元,创下历史最高纪录;全年营收 789 亿欧元,同比增长 5%,账单比维持在 1.12 的健康水平。更引人注目的是,净利润同比大增 16% 至 104 亿欧元,工业业务利润达 118 亿欧元,自由现金流跃升至 108 亿欧元,三大核心指标连续第三年刷新纪录,印证了 “史上最强财年” 的含金量,这在全球经济大衰退的背景下是极其罕见的,不得不说,姜还是老的辣。

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工业自动化的活化石|基地式调节器“考古”纪实(6)

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工业自动化的活化石-往期回顾

故障诊断的福尔摩斯法则:如何像侦探一样排除 PLC 系统的故障

引言

在现代工业自动化中,PLC(可编程逻辑控制器)作为核心控制设备,承载着自动化生产的稳定性和效率。然而,PLC 系统的故障诊断却常常成为工程师面对的一大挑战。类似于一位侦探在破案过程中要运用细致入微的观察力、逻辑推理和严密的分析,PLC 故障诊断也需要工程师具备类似的“福尔摩斯法则”,即从信号追踪、异常复现到故障树分析,系统地排查问题所在。

本文将结合实际 PLC 编程经验,深入探讨 PLC 故障诊断的核心技巧,并通过生动的类比,将其与侦探破案过程中的方法进行对比,帮助工程师们提升故障诊断的效率与准确性。

1  信号追踪的刑侦技巧

1.1  什么是信号追踪?

信号追踪可以说是 PLC 故障诊断中的“刑侦技巧”。它类似于侦探通过现场勘查、证据收集与目击者陈述的线索,逐步推理出案件的真相。在 PLC 系统中,信号追踪意味着对各个输入输出信号、状态信号、传感器等实时数据进行详细的分析与检测。只有通过系统地追踪每一个信号流,才能找出潜在的故障源。

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SoftPLC&vPLC研讨会将在12月10日 09:20 直播

SoftPLC&vPLC研讨会将在12月10日 13:30 直播

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