當前溫度如果低于設定值, 將輸出ON, 向加熱器通電。如果高于設定值, 將輸出OFF后切斷加熱器。象這樣以設定值為標準重復進行ON、OFF操作,將溫度保持在固定水平的控制方式就稱為ON/OFF動作。另外, 操作量以設定值為標準按0%和 100%2個值進行動作, 因此也稱為雙位置動作。
P動作(比例動作)
輸出與輸入成比例的輸出的一種控制動作。
對于設定值具有一個比例帶, 其中操作量(控制輸出量) 與偏差成比例的動作就稱為比例動作。
一般當前溫度低于比例帶時操作量就為100%, 在比例帶之內(nèi)時操作量與偏差成比例逐漸縮小, 設定值和當前溫度一致(無偏差)后操作量就為50%。也就是說,和ON/OFF動作相比這種控制的振蕩較小且比較平滑。
I動作(積分動作)
輸出與輸入的時間積分值成比例的輸出的一種控制動作。在比例動作中會產(chǎn)生偏移。
因此在比例動作的同時配合使用積分動作, 隨著時間推移, 偏移會逐漸消失, 控制溫度就會與設定值變?yōu)橐恢隆?br />
D動作(微分動作)
輸出與輸入的時間微分值成比例的輸出的一種控制動作。比例動作和積分動作是對于控制結(jié)果的一種修正, 因此對于劇烈的變化, 響應定會變慢。微分動作就是對這種現(xiàn)象的一種補救措施。通過添加與溫度變化的斜率成比例的操作量來進行修正動作。對于劇烈的干擾給予較大的操作量, 盡早使其恢復原先的控制狀態(tài)的一種動作。
PID控制
PID控制就是將比例動作、積分動作、微分動作組合起來的一種控制。用比例動作進行沒有振蕩的平滑控制, 用積分動作自動修正偏移, 用微分動作加快對于噪聲的響應。
2自由度PID控制
以前的PID控制方式中, 用同一個調(diào)節(jié)部位控制對目標值的響應和對干擾的響應。因此, 在調(diào)節(jié)部位的PID參數(shù)設定中如果重視 ①干擾響應(一般P、I設定得較小, D設定得較大), 目標值響應則振動(出現(xiàn)調(diào)) , 反過來如果重視②目標值響應(一般 P設定得較大, I也設定得較大), 干擾響應就會變慢, 無法同時滿足雙方的響應性是這種方式的缺點。
為了消除這個缺點, 可以通過引進2自由度PID控制方式, 在保留 PID的優(yōu)點的同時, 可以同時滿足③目標值響應和干擾響應。
■關于控制的語說明
●調(diào)節(jié)靈敏度
在ON/OFF 控制中由于通過設定值進行ON或OFF, 因此只要有稍微的溫度變化輸出就會頻繁發(fā)生變化。這樣會縮短輸出繼電器的壽命,并對連接裝置產(chǎn)生不利影響。為了這種情況,在ON、 OFF的動作中設置空隙(滯后)。
把這個動作空隙稱為調(diào)節(jié)靈敏度。
調(diào)節(jié)靈敏度(反動作)
調(diào)節(jié)靈敏度(正動作)
●偏移
在比例動作中, 即使通過控制對象的熱容量和加熱器容量穩(wěn)定狀態(tài), 對于設定值也會產(chǎn)生的誤差。把這個誤差稱為偏移。該偏移也可能會過設定值。
●振蕩和調(diào)
ON/OFF動作時容易發(fā)生如圖所示的波形。如下圖所示, 把動作開始后設定值并過的現(xiàn)象稱為調(diào), 把在設定值周圍進行振動的現(xiàn)象稱為振蕩。這種現(xiàn)象越少, 控制就越好。
ON-OFF動作中的振蕩和調(diào)
●控制周期和時分割比例動作
在P動作等中使用繼電器或SSR輸出操作量時, 根據(jù)事先設定的時間周期,重復執(zhí)行在時間內(nèi)為ON,在其余時間內(nèi)為OFF的方法來進行。把事先設定的時間周期稱為控制周期, 把上述動作方法稱為時分割比例動作(時間比例式控制動作)。
●微分時間
對于下圖所示的坡狀偏差,把微分操作量與比例動作相同的操作量為止的時間稱為微分時間。因此微分時間越長,微分動作進行的修正越強。
PD動作和微分時間
●積分時間
對于下圖所示的步狀偏差, 把積分操作量與比例動作相同的操作量為止的時間稱為積分時間。因此積分時間越短, 積分動作越強。但是如果積分時間過短, 修正動作就會過強, 容易產(chǎn)生振蕩。
PI動作和積分時間
●PID常數(shù)的再調(diào)整
根據(jù)自整定計算出的PID常數(shù)基本上沒有問題。
但是根據(jù)用途在所測定的PID常數(shù)中也會存在不合適的情況。這時需要參考以下示例, 進行再調(diào)整。
使P(比例帶域)發(fā)生變化時的響應。
使I(積分時間)發(fā)生變化時的響應。
使D(微分時間)發(fā)生變化時的響應。








