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模块七：PLC模拟量及PID控制课件

?PID控制算法原理及应用?PLC实现PID控制策略CONTENCT录

01PLC模拟量输入与输出

模拟量信号类型及特点模拟量信号类型包括电压、电流、温度、压力等多种类型。模拟量信号特点连续变化，取值范围广泛，易受干扰影响。

PLC模拟量模块介绍模拟量输入模块将模拟量信号转换为数字信号，便于PLC处理。模拟量输出模块将PLC输出的数字信号转换为模拟量信号，控制外部设备。

模拟量输入电路原理与实践电路原理通过电阻、电容等元件对模拟量信号进行滤波、放大等处理，以保证信号的稳定性和精度。实践操作连接模拟量输入模块，配置PLC参数，进行信号采集和调试。

模拟量输出电路原理与实践电路原理根据外部设备的控制需求，通过放大、转换等处理将数字信号转换为模拟量信号输出。实践操作连接模拟量输出模块，配置PLC参数，进行控制实验和调试。

02PID控制算法原理及应用

PID控制算法基本概念PID控制器根据实际值与设定值的偏差，按照比例、积分、微分的运算规律进行控制调节的控制器。PID控制算法根据偏差值，通过比例、积分、微分运算得出控制量，对被控对象进行控制的一种算法。

比例、积分、微分调节作用分析比例调节成比例地反映偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。但比例调节不能消除静差。积分调节主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，时间常数越大，积分作用越弱，反之则越强。微分调节能反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。

PID参数整定方法及实例演示要点一要点二要点三经验凑试法临界比例度法衰减曲线法根据经验，先将比例度调大，观察系统响应，然后逐步减小比例度，直至系统出现等幅振荡；再逐步加大积分时间常数，消除振荡；最后加入微分调节，提高系统响应速度。先将积分时间常数和微分时间常数设置为无穷大，然后逐步减小比例度，使系统出现等幅振荡；此时的比例度即为临界比例度，临界振荡周期也相应可得；最后根据经验公式求出合适的PID参数。先将比例度设置为一个较大值，然后逐步减小比例度，同时加大积分时间常数，使系统响应出现衰减振荡；此时的比例度和积分时间常数即为合适的PID参数；最后加入微分调节，提高系统响应速度。

03PLC实现PID控制策略

PLC内置PID功能介绍与设置PID算法原理介绍比例、积分、微分三环节的作用及调节规律，以及PID控制参数的整定方法。PLC内置PID功能讲解PLC内置PID指令的使用方法，包括PID回路组态、参数设置及调试技巧等。PID自整定技术介绍PLC内置PID自整定功能的实现原理及应用场景，提高控制系统的自适应能力。

外部调节器与PLC联动实现PID控制100%80%80%联动控制策略外部调节器选型系统调试与优化根据实际需求选择合适的外部调设计外部调节器与PLC之间的联节器，如智能仪表、变频器等，对整个控制系统进行调试和优化，确保PID控制策略的稳定性和准确性。动控制策略，包括数据交换格式、控制模式切换等。实现与PLC的数据通信。

实际应用案例：温度、压力等控制系统设计压力控制系统设计以某液压系统为例，讲解压力控制系统的原理、PLC程序编写及PID调节技巧。温度控制系统设计以某工业窑炉为例，介绍温度控制系统的硬件组成、软件设计及PID参数整定过程。液位控制系统设计针对某化工反应釜，设计液位控制系统，分析系统特点并制定相应的PID控制策略。

04触摸屏界面设计与监控功能实现

触摸屏界面设计原则和方面布局合理色彩搭配协调字体大小适中动画效果适当根据工艺流程或操作习惯，将相关功能按键和显示区域进行合理布局，方便用户操作。采用合适的色彩搭配，使界面看起来舒适、美观，同时突出重要信息。根据触摸屏尺寸和分辨率，选择合适的字体大小，确保用户能够清晰看到界面上的文字信息。在界面设计中加入适当的动画效果，可以提高界面的趣味性和吸引力，但不宜过多，以免影响操作速度。

触摸屏与PLC通讯连接设置设置通讯参数根据所选通讯协议，设置相应的通讯参数，如波特率、数据位、停止位等，确保触摸屏与PLC之间的通讯稳定可靠。确定通讯协议触摸屏与PLC之间需要采用相同的通讯协议，如Modbus、Profibus等，确保数据能够正确传输。建立变量映射关系在触摸屏软件中建立与PLC中变量相对应的映射关系，确保触摸屏能够正确显示PLC中的实时数据。

实时监控数据显示和报警功能实现实时监控数据显示通过触摸屏界面实时显示PLC采集到的模拟量数据，如温度、压力、流量等，方便用户随时掌握设备运行状态。数据曲线绘制根据实时数据绘制相应的曲线图，可以更加直观地了解设备运行趋势和历史数据变化