PID是控制系統嗎？控制系統的組成是什麼？控制系統與控制器的區別是什麼？

PID不是控制系統，只是控制系統中的一種解決實際問題的演算法。

例如人類似控制系統，學很多的知識就是為了今後能夠解決更多的疑難雜症。遇到問題是否能夠有效的解決，看自身的知識儲備量及經驗，在腦海裡是否存在一種很好的辦法來解決實際問題。由此可見，PID只是控制系統中一種解決控制問題的一種方法，也就是演算法。

例如溫度控制，相比液位、壓力、流量來說控制難度高，主要是溫度有滯後性，簡單的說就是溫度資訊反饋到控制系統的控制中心有時延。因此，要用的PID控制演算法，像其它的三種變數可以用P、PI等演算法實現控制。

控制系統的組成？

控制系統的組成有各個級別組成協調完成生產需求的。由最高級別到最低階經營管理級、生產管理級、控制管理級、過程控制級，因此也叫分級遞階結構。根據上面提到的過程控制級，它只是根據上級決策直接控制生產。而控制管理級是對生產過程統一管理和集中操作。生產管理級承擔最最佳化任務而經營管理級是全面綜合經營綜合管理。

控制系統與控制器的區別？

控制系統的功能全面，控制器功能比較單一。例如溫度控制器，它就只可以實現溫度控制，其它被控變數的控制無法實現。而控制系統控制功能豐富，想實現什麼控制就實現什麼控制。控制系統的組態透過上位機實現，組態步驟繁瑣，而控制器的組態可透過其面板按鍵即可實現。控制系統可以接入很多現場儀表的反饋訊號，同時還能輸出很多控制訊號給予現場執行器。控制接入訊號及輸出訊號是很單一的。控制系統與控制器服務的物件不同，控制系統可以為正常車間的生產管理、過程控制、經營管理、控制管理全權負責，從而提高生產效率、提高生產質量。控制器服務物件幾乎是一對一，控制的範圍狹窄。

因此，控制系統和控制器是兩種不同的控制“裝置”，在結構構成、功能、效能、可靠性、用途等大有不同。

PID是控制系統嗎？控制系統的組成是什麼？控制系統與控制器的區別是什麼？

答；PID不是控制系統，它只是控制系統中的一個分支電路，俗稱“比較機構”。見下圖所示。

控制系統主要由控制器、被控物件、執行機構和變送器組成。

控制器也只是控制系統中的一部分，俠義地講控制器它可以簡單地控制某一被控物件。

PID可以通俗地解釋為下圖所示。

現在的工業自動控制系統中，一些儀器儀表都採用了先進的微電腦晶片及技術。在整合運算放大器中，利用積分比例調節的原理，改變訊號輸入側的偏差量，來提高控制的穩定性和準確性；利用微分(微分是積分的逆運算)，改變電阻與電容的位置互換與充放電時間關係；使在閉環自動控制電路得到一部分基準訊號反饋。

它主要包括三個部分組成；

①是比例測量；

②是比較運算；

由於這些引數的整定僅僅只需要透過儀表的面板鍵的設定，便可以使儀表與各類感測器、變送器等匹配配套使用。

簡單地說，PID只是起設定的部分引數整定的作用

PID控制是自動控制系統中的一種取樣、比較、運算的反饋迴路部件，它是一種比較成熟的智慧控制計算方法，對於大多數控制物件有較強的適應能力，其多項故障控制策略，可以對儀器儀表的控制誤差進一步減小，達到一定的精度控制。

下面通俗的說一下PID引數整定的意義；

P:比例帶。在PID控制器調節中，輸出控制量的大小與測量值和設定值之間的偏差成正比，偏差越大，輸出越大，儀表的比例引數P的設定值越大，控制的靈敏度越低，穩定性越高。P的設定值越小，靈敏度越高，穩定性越低。所以我們在各種儀表的PID引數整定設定的時候，要首先知道PID引數設定中的P的選項及設定範圍，才能夠比較合適的設定P的引數值。

I:積分時間。積分運算的目的是為了消除靜態誤差，此時只要偏差存在，積分的作用是將控制量向使偏差消除的方向移動。積分時間是表示積分強度的單位，儀器儀表設定的積分時間越短，儀表的積分作用越強。例如儀表的積分時間設定為200S，表示對當前固定的偏差，積分作用的輸出達到和比例作用相同的輸出量要用到200S時間。

D:微分時間。積分的作用是對控制的結果的修正，動作頻率響應速度較慢，這時候，微分的作用就是為了彌補消除其積分時間的不足或者說是缺點而進行補充的。微分作用是根據偏差產生的速度對輸出量進行修正的，它使控制過程儘快回到原來的控制狀態，微分時間是表示微分強度的單位，儀表設定的微分時間越長，則表示儀表的微分作用對控制量的修正越強。

由以上可以清楚看到，將比例作用的快速性，積分時間作用的徹底性，微分時間作用的超前性這三項的優點結合起來，就構成了較為理想的PID調節器。

知足常樂2019.4.27日於上海

PID是控制系統嗎？控制系統的組成是什麼？控制系統與控制器的區別是什麼？

最近做的幾個專案都有PID控制，那最近的專案來說吧，我還是以舉例的形式來說明，更加容易理解。

從範圍上來說，控制系統＞控制器＞PID。控制系統包含工控機、DCS或者PLC、現場儀表、MCC控制櫃等，工控機（俗稱電腦）用於顯示系統狀態，輸入操作指令（例如啟動、停止等），DCS或者PLC用於接受現場訊號和工控機指令並做程式處理輸出給指定單元，MCC櫃和儀表作為下游執行指令或者檢測訊號。控制器是控制系統中的一個單元。PID是一種控制方式。如圖：

PID控制方式是怎樣的呢？PID簡單說就是透過反饋引數進行不斷的調整，使反饋引數不斷的趨於目標引數的過程，其中“P”、“I”、“D”三個引數是使反饋引數快速、穩定的趨於目標引數的三個因素。例如對於一個溫度，我們設定100℃，實際檢測130℃，我們透過調整“P”、“I”、“D”三個引數使130℃不斷地趨於100℃。如下圖：

圖中黃色線為目標值150，紫色線為測量值，紫色線不斷的趨於目標值（黃線），這就是PID控制方式，是一種長期的，不斷調節的過程，不斷的修正目標值和測量值的差距。

下面我們再說下“P”、“I”、“D”三個引數的作用。

“P”引數是比例，該比例是目標值和測量值之差的比例係數，為什麼要調整比例係數，因為目標值和測量值之差由於控制物件的不同，差值大小不一，當差值太小時，我們需要大的比例係數來放大差值，讓調節過程能更好的發現這個差值，反之，當差值過大時，我們需要小的比例係數來減小差值，因為差值太大的話，調節幅度過大，調節過程將出現大起大落的情況，即超調，使系統不穩定。

“I”引數是積分，該引數主要是控制調節過程的靈敏度，積分時間長，調節的響應慢一些，積分時間短，調節的響應就快一些。調節的響應並不是越快越好，因為實際中測量值是不斷變化的，並且也有一定的滯後性，需要找到合適的引數值。

“D”引數是微分，本人沒有用過這個引數調整PID的控制過程，實踐經驗有限，不做過多的描述，因為大部分的PID調節，只用“P”、“I”兩個引數就能達到控制要求。

如下是專案中的PID控制例項：

圖中使用的DCS自帶的PID控制模組（DCS程式中的），“P”、“I”兩個引數可以透過工控機視窗設定引數，上圖是透過調整調節閥的開度來控制除氧器水位的例項。

還是那句話，作為應用者，不必太瞭解內部邏輯問題，只要知道大概原理，PID就是使測量值不斷趨於目標值的一個控制過程，再知道“P”、“I”、“D”三個引數都是什麼作用，在除錯過程中不斷的試驗，找到合適的引數就可以了。

以上是本人的一些專案經驗，說的都是大白話，不喜歡專業的術語，講解起來不好理解。如有不當之處，請各位同仁指正！