關于PID控制技術在工業自動控制中的應用研究

邢微

摘 要：近幾年隨著我國經濟的增長，工業方面也取得了飛躍式的發展進步，而我國的工業自動化控制技術應用的也已經較為普遍，有效的提高了工業生產的速率，這項技術在不斷成熟的同時。也使得企業獲取了一定的經濟效益，所以在企業中具有重要的應用價值。而在這項技術應用的過程中，PID技術的使用功不可沒，這是在企業生產環節經常用到的一種控制形式，對于實現工業自動控制而言具有十分重要的作用，可以說它是整個技術應用中最為關鍵的部分。因此，具有極大的應用價值和研究價值。

關鍵詞：PID控制技術；工業自動控制；應用

隨著科技的發展，很多技術在得到了應用的同時還在不斷的進行研究和改進。自動化技術對于人們而言并不陌生，也是時代發展的產物，信息自動化、工業自動化等眾多概念不斷的出現在人們的耳中，而這是科技進步的一個重要的里程碑。尤其在工業的生產環節中，自動化技術具有很大的應用價值和影響，是先進的生產力，一定程度上提高了我國的現代化水平。而在工業自動化控制系統中PID控制技術的應用就顯得尤為重要，這是一個至關重要的技術，它的應用目前已經比較普遍，而且在未來還具有極大的應用以及推廣價值。

一、PID工作的原理

在工業自動化控制系統中，PID技術的應用是很重要的一部分，這是維持系統運行的關鍵，具有一定的工作原理，這就需要工作人員能夠進行一定程度的掌握，從而能夠對此技術加深理解，在應用上效果更好，更方便。而其主要的原理就是對于控制對象的數據和結構等方面進行調解，從而滿足人們工作的需要。這種技術又稱為調節器或是控制器，主要應用在對比例、微分控制的工程項目中，當然在其他領域也有其具體的應用，所以PID技術的應用范圍較廣。這項技術的起源在上世紀，具有一定的穩定性、可靠性，并且還有結構簡單，操作便捷等優點，所以這項技術如今也就成為了工業自動化控制系統中主要應用的技術。在實際操作時，如果應用傳統的技術無法掌握控制對象的數據、結構等關鍵要素，或者其他控制技術無效時，就可以應用PID技術，這項技術能夠及時有效的解決這一問題，結合工作現場的實際情況，能夠通過經驗和這種控制技術來調解控制對象的參數等，最終使得工業自動化控制系統能夠平穩運行。因此，這是一項極其重要的技術，在企業生產環節具有極大的調解作用和影響，應該得到有關人員的重視，加大推廣力度，針對不足的地方也要進行相應的改進，從而讓這項技術更好的為人們服務。

二、選定PID被控參數

在控制方案設計中，選擇被控參數極為關鍵，面對穩定生產、提升產品產量、質量起到了決定性的因素。在真正的應用當中，PID參數的選擇并非唯一，也不是任意的，需要經由過程的特殊性不斷進行分析，才可以給出正確的選擇。

以下為選取被控參數的普遍原則：

首先，應選擇出對產品的質量、產量、安全生產等有著決定性作用、能夠直接測量的工藝參數當做被控參數；

其次，如果無法通過直接參數作為被控參數時，應當選擇一個同直接參數具有線性單值函數對應關系的間接參數當做被控參數；

再次，被控參數一定要具備充分的靈敏性；

最后，被控參數的抉擇，要考量工藝過程的合理性以及使用儀表的性能。

三、PID調節參數對自動控制過程造成的影響

在企業生產環節中，應用技術是必然的要求，這樣才能促進工作效率的提高以及經濟的增長。所以工業自動化控制系統的運用就顯得至關重要，而對生產環節進行自動控制的過程中，PID技術的調節作用就逐漸的顯現了出來，進而對于企業的生產流程產生了重要的影響。而其作用主要體現在其自動控制過程中。

對于比例調節而言，隨著調節比例值的上升會令曲線的變化逐漸遲緩，也可以說，調節作用在持續降低。它的震蕩周期越久，衰減也就越嚴重。假如比例調節只是純比例作用，那么系統穩定后的余差也會較大。反之，一旦比例值過小，震蕩周期也會隨之縮短，曲線波動明顯，衰減比會向著小的方向變動。

就積分調節來講，積分時間尤為重要，積分作用會隨著積分時間的延長而逐漸變弱，也會隨著積分時間的縮短逐漸變強。在這個過程里，曲線震蕩越發明顯，系統震蕩周期逐漸降低。可是，一旦積分時間過短，曲線震蕩就會較為強烈，從而使得系統操作無法穩定。如果積分時間過長，調節器就只能具有比例調節的功能。

對于微分調節來講，最為重要的是微分時間，微分調節作用隨著微分時間的延長而越發明顯，震蕩也會在這個時間里變得越發模糊，周期也會隨著縮短。可是，一旦微分時間過長，就會引發振幅過渡增大，因此會令調節器的作用過于模糊。

在工業自動控制過程中，調解方式不會都進行應用，這與實際情況有關，要根據實際情況進行選定，只有合適的并且達標的調節技術才能得到選用，而選擇結果也往往也在兩種方式以內。使用后通過參數的變化和對比就能看出來，在運用技術調節的過程中是有一定的規律的，在沒有利用積分進行調節時，積分時間的設定就能夠無窮大；而沒有利用微分進行調節時，微分時間的設定就可以改為零；而如果沒有比例調節的環節，PID回路增益就可以設置為0，通過這些規律也就對控制目標實現了最終的控制，人們也就能利用PID調節參數進而對自動控制的過程造成影響，進而更有利于生產環節中進行有效合理的控制，幫助企業人員加快生產相率，獲得經濟上的創收。

四、設定PID調節最終參數

通常PID的調節作用想要實現最優態，就要對積分時間、微分時間乃至PID回路增益設定最佳值。在生產時間當中使用了經驗整定法，這是由于現場經驗整定法是當前應用最強、最普遍的工程整定方式，在這個過程里，整定調節方式是比例調節、積分調節和微分調節。并且，在整個調節的過程當中隨時對曲線的變動進行觀察，逐漸轉變參數取值，直到實現產品質量的設計要求。

五、結束語

一個生產企業的發展動力就在于對技術的使用和把握，要能找準時機，通過技術提高生產力是提高生產力的關鍵。而在企業生產環節，這就少不了工業自動化控制系統的使用，自動化技術是人們經常能夠使用的一項新型技術，被人們應用在了各個行業中，在生產領域同樣也具有極高的價值。而要想實現工業自動化控制系統的完美運行就要重視其中PID技術的應用，這項技術具有其一定的工作原理，通過這層原理能夠對生產環節加以控制。雖然這項技術還不是很完善，但是依然具有極大的應用價值和推廣價值，對于科研人員而言，還應該加強對于技術的改進工作，從而讓其更適合人類生產的需要，為企業獲得經濟效益的同時也加快了我國的工業化建設的步伐。

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