工业控制软件

[size=16px][color=#339999][b]摘要：针对控制领域内广泛使用的PID控制器和可编程逻辑控制器PLC，本文分析了具体应用中PID控制器的几大优点。PID调节器的优点主要体现在测控精度高、更强的控制功能、使用门槛低和操作简单、具有明了的可视化界面和节省成本。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][img=相对于可编程逻辑控制器PLC，PID控制器具有哪些优势,600,320]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305161607321889_5876_3221506_3.jpg!w690x368.jpg[/img][/size][/align][size=16px][/size][b][size=18px][color=#339999]1. 基本概念[/color][/size][/b][size=16px] PID控制器(Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器)，由比例单元P、积分单元 I 和微分单元D组成。通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，PID控制器通常是指闭环控制的一种形式，这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。[/size][size=16px][/size] 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。[size=16px][/size] 在大多数工业控制应用中，PLC像PID控制器一样使用，PID模块的排列可以在PACs或PLC中完成，从而为精确的PLC控制提供更好的选择。与单独的控制器相比，这些控制器既智能又强大，每个PLC基本都包括软件编程中的PID模块。[size=16px][/size] 然而，尽管PID控制器和PLC有众多类似之处，它们在设置、编程和应用方面仍有显著不同，而综合这些不同来看，PID控制器有以下几方面自己独特的优势。[size=18px][color=#339999][b]2. 测控精度高[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]PID控制器是闭合反馈回路的一部分，该回路主动追踪过程值与设定值的偏差，并根据需要调节输出水平。许多控制器都有 PID 算法，并带自动调节功能，可以实现快速设置，并保持最小的过程值与设定值偏差。目前一些工业用PID控制器已经发展到具有极高精度的水平，如24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比，由此可以实现温度、真空、压力、流量、张力等物理量的超高精度测量和控制。而对于PLC则很难具备如此高精度的能力，就算个别PLC能达到如此高的精度，那价格也会远高于PID调节器。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 控制功能更优[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]PID控制器是一种专门设计用于处理特定的工业过程的调节器，因此包含了与这些过程直接相关的特点、输出和控制功能，例如针对各种不同的传感器需要提供完备的数据采集能力，针对需要阀门电机驱动控制（VMD）的应用提供专门的算法。而PLC需要具备适合广泛制造和自动化功能的特点，因此针对很多具体工业控制的特点是有限的。PLC可以执行基本的控制任务，但不如专门的PID控制器优势明显。此外，由于需要处理模拟信号，控制系统对微处理器的要求非常严苛，PID控制器是专为处理这些需求而设计的，而PLC必须在系统经过测试后才能判定能否满足这些过程要求。如未能符合要求，PLC将无法快速响应过程中的各种变化，并导致超前或滞后，从而影响产品质量。[/size][size=18px][color=#339999][b]4. 使用门槛低和操作简单[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]PLC设计用于多任务控制环境，需要专业编程技巧以及大量时间，由专业人士来打造符合特定应用需要的解决方案。而PID控制器则可以相对快速地安装、设置和优化，并且所需经验极少。特别是一些PID控制器还自带计算机软件，采用图形化界面的计算机软件可以快速实现PID控制器的设置、运行和过程变量的采集和显示，更是大幅度降低了使用门槛。 [/size][size=16px][/size] 大多数PID控制器可以面板安装，也就是可以安装在过程机械的前面板上，并且带可视屏幕，相关人员只需基本的工程知识即可在数分钟内完成设置。PLC则较为复杂，通常安装在面板后面的机架上，不带显示屏，且需要单独的HMI（同样需要设置），因此PLC操作使用的便捷性上劣势明显。[size=18px][color=#339999][b]5. 明了的可视化界面[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]面板安装的PID控制器有多种规格以及复杂程度，因此操作员可轻松查看过程信息以及需要注意的警告或警报信息。PLC通常没有直接的界面，需要一个单独的人机界面（HMI），且人机界面需要单独设置。HIM可以显示必要的过程信息，但它通常还会显示与PLC所管理的其他任务相关的各种数据。这意味着面板安装式PID控制器优势非常明显，有专门的界面方便查看所有相关的信息，可以快速进行调节。许多PID控制器还额外提供数据记录功能，可以用于查看先前所做的更改以及标记潜在问题。[/size][size=18px][color=#339999][b]6. 节省成本[/b][/color][/size][size=16px] [/size][size=16px]当然这是相对来说的，PLC设计用于控制多任务，适用于多回路控制的应用。对于某些单回路，或者少数回路控制的应用，PLC许多特点是应用所不需要的，所以成本显得高昂，这是不如选用专门针对某个工艺参数调控设计的PID控制器。[/size][size=16px][/size] 总之，对于具有相同功能和控制精度的PID控制器和PLC，总体而言PID控制器更节省成本。[size=16px][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align]

2012年8月由中国微生物学会生化过程模型化和控制专业委员会主办，上海市微生物协会、生物反应器工程国家重点实验室和国家生化工程技术研究中心（上海）共同承办了“2012年工业生物过程优化与控制研讨会”并获得圆满成功，会议邀请了包括邓子新院士在内的十三位国 内外专家进行了大会报告，参会代表247人，会议对促进我国生物过程研究领域的学术交流及 推进科研向产业化转化起到了积极作用。为继续充分发挥生化过程模型化和控制专业委员会在推进生物过程研究深入中的作用，经 讨论决定，定于 2014 年10 月17-18日在华东理工大学举办“2014 年工业生物过程优化与控制 研讨会”，请你单位积极选派人员参加。现将有关事项通知如下：一、会议宗旨与目的 本次研讨会聚焦在生物过程的前沿领域与工程学研究、建模与优化放大、装备仪表软硬件技术以及上述技术的工业应用等领域。会议将邀请菌种（细胞株）构建与筛选、细胞大规模培养、产品分离纯化、生物制造业废弃物治理等生物制造过程全产业链研究领域的科研和企业应 用人员，也将邀请有关生物过程装备及仪表研制人员，进行学术交流，以推进我国在该领域中 的发展与创新，加强科研与工业企业之间的交流沟通。本会议也将为科研及企业生产人员提供 学习和探索未来发展的机会。二、会议时间地点时间：2014 年 10 月 16 日注册，17-18 日两日学术会议及实验室参观地点：上海华东理工大学三、大会特邀报告人：会议将邀请国内外工业生物技术领域院士、著名科学家、产业协会专家领导作大会特邀报 告，初定如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410091118_517470_271_3.png四、会议主题及研讨内容 本次研讨会的主题为“工业生物过程的优化与控制”。研讨会一方面总结生物过程领域基础理论研究前沿和最新工业应用技术实践，另一方面立足我国工业生物技术发展的现实，关注工业生物过程设计、开发、优化中的焦点问题。作为会议特色将设企业专场，针对工业生物过 程全产业链的技术进行交流，促进产业进步。会议针对本领域发展方向、热点问题具体分为四大议题：（一） 工业生物过程中的建模分析与优化技术：1）生物过程复杂系统的生物学与工程学研究；2）系统生物学、代谢工程与生物过程研究的相关性；3）基于过程信息处理的生物过程研究与 方法；4）生物过程动力学研究与应用；5）生物过程的建模、优化与数学方法；6）微生物、 动植物细胞、治疗细胞、环境生物治理、生物信息等不同过程研究中的特征分析与模型化研究。（二） 工业生物过程中的装备及参数检测与控制：1）生物反应器放大技术与应用；2）各种新型生物反应器的研究与开发；3）工业生物过程在线检测与传感器技术；4）生物反应器流场特 性研究与应用；5）工业生物过程数据采集与处理软件包技术；6）发酵过程数据分析互联网技 术。（三） 工业生物过程全产业链关键平台技术：1）菌种与细胞高通量筛选技术及装置；2）过程优化与放大技术；3）新型产品分离技术；4）工业生物过程三废处理新技术与应用；5）发酵 罐控制系统的仪表与计算机软硬件技术。（四） 工业生物过程前沿技术研究：1）工业生物过程中的系统生物学研究与应用；2）工业生物过程研究中的环境组学研究与应用；3）细胞内快速反应动力学研究进展；4）代谢工程在工业 生物过程中的应用；5）其他工业生物技术的前沿研究与进展。五、论文征集及评奖本次大会将与《生物工程学报》（中国自然科学核心期刊，被美国医学索引MEDLINE、荷兰Elsevier 公司Scopus、美国剑桥科学文摘CSA（NS）等索引数据库收录）等合作，从投稿 论文中择优编纂为专刊。所有论文将编辑《论文集》，现征集与大会讨论内容相关的会议论文， 要求如下：1、未公开发表的论文，文责自负；2、格式要求：题目，三号宋体；作者及单位、E-mail 地址，五号楷体；正文：小四号宋体。采用 Office2007 以上版本软件排版。3、截止日期为 9 月 15 日。请发往 E-mail: ibcos2014@ecust.edu.cn优秀论文甄选及评奖：会议将组织 3-5 名专家对投稿论文进行甄选，除推荐在核心期刊《生物工程学报》发表外， 还将根据专家意见，由会议赞助方特设优秀论文评奖、优秀报告奖若干名，每篇论文奖金金额1000 元-5000 元。六、参会对象从事与大会研讨内容相关研究的科研单位、高等院校的科研人员；工业发酵生产企业的科 研、管理人员；生化过程模型化和控制专业委员会的委员、学术顾问等。七、会议注册费参会回执见附件，注册费用：科研单位院校代表：1200 元/人，学生代表：600 元/人，企 业代表：1500 元/人。（含专家费、会务费、论文集等），住宿根据代表回执选择进行统一安排， 费用自理。费用支付方式：1.银行汇款 2.现场缴费 3.信用卡授权支付。收款账号信息如下：收款人名称：华东理工大学 收款人帐号：033296-08017003862收款项目：华东理工大学工业生物过程优化与控制研讨会会议费收款人开户行名称：农行徐汇区漕溪支行 八、会议联系信息会务组邮箱： ibcos2014@ecust.edu.cn会议联系人：1. 夏建业 博士 手机：13761030390 Tel：021-64251946 Fax: 021-64253702 E-mail: jyxia@ecust.edu.cn2. 王涛 手机：13585732397 E-mail: 244495242@qq.com3. 鲁洪中 手机：18801610581 E-mail:luhongzhong2006@126.com会议用房价格表:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410091119_517471_271_3.png会议简要议程：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410091121_517473_271_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/10/201410091121_517474_271_3.png网上报名更多信息请点击梅特勒-托利多网站