6ES7211-0AA23-0XB0品质好货

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KDF2纤维滤棒成型机组是生产滤棒的设备。然而，随着初引进到现在十几年时间的流逝，KDF2机组虽然经过数次改良，但是其机械传动系统逐渐显示出技术上的局限性——结构复杂、存在漏油隐患。为此，我们通过技术收集和市场调查后，决定采用伺服传动系统代替机械传动以及速度快、欧洲国家生产的PLC对原组进行升级改造。同时，原有的彩色触摸屏无论从显示尺寸还是色彩选择或着功能设计上都尴尬地面临着技术进步所带来的淘汰境地。
为此，我们在设计新的控制系统时，决定同时对其人机界面进行重新设计。

2 纤维滤棒成型机组改造后控制、显示和传动系统的基本框图
纤维滤棒成型机组在改进后，它的控制、显示和传动系统采用了Lenze公司的伺服系统、Digital公司的触摸屏和Siemens公司的PLC，它们分别通过MPI和PROFIBUS-DP总线进行通讯与控制。其基本框图如图1所示：


图1 纤维滤棒成型机组控制和传动系统

3 机组运行原理
纤维滤棒成型机通过对丝束进行二次开松、增塑剂添加、卷制成形、盘切断和排列装盘的过程生产滤棒。其主要过程如图2


图2纤维滤棒成型机的工作原理

4 相关名词
4.1 PROFIBUS总线
PROFIBUS是PROCESS FIELD BUS的缩写，是一种性的开放式的现场总线标准，即EN50170欧洲标准。
目前世界上许多自动化技术生产厂家都为它们生产的设备提供PROFIBUS接口。PROFIBUS已经广泛应用于加工制造、过程和楼宇自动化，是比较成熟的技术。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP，PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-PA 3个兼容版本。

4.2 GP2600触摸屏
GP系列触摸式工业图形显示器（简称触摸屏）是一种连接人类和机器的（主要为PLC）人机界面（国外称为HMI或MMI，即Human-Machine Interface或者Man-Machine Interface），被喻为PLC的脸面。它是代替传统的控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数的设置、数据的显示和存储，并以曲线、动画等形式描绘自动化控制的过程，并可简化PLC的控制程序。
GP2600T是Digital公司新的一代产品。在色彩方面，它提供了256色、无闪烁的真色彩模式，或者是64色、三种闪烁效果的色彩模式；在尺寸方面，其大小为317mm*243mm，有效显示大小为246mm*184.5mm；在色素方面，其像素为800*600；在字体方面，它支持所有bbbbbbs提供的字体。
GP2600的主要作用如下：
Ø 监视：以数据、曲线、图形、动画等各种形式来反映PLC的内部状态，存储器数据，从而直观反映工业控制系统的流程、走向。
Ø 控制：可以通过触摸来改变PLC内部状态位，存储器数值，从而参与过程控制。
Ø 数据处理：通过标准的大容量CF卡存储配方数据，实时采样的数据和历史报警信息。还可以通过标准的Ethernet不增加工厂成本的情况下接入工厂现有的局域网，从而实现数据共享和机器的远程监控。

4.3 PLC
PLC是英文Programming Logical Controller 的缩写，中文含义是可编程逻辑控制器。PLC是一种广泛应用于工业自动化控制、智能化控制的控制单元。它具有抗干扰能力强，不易出错，、，运行时间长等优点。

5 图形界面
现在将介绍现在比较流行的几种图形界面的连接模式与它们的优劣。



5.1环形连接
环形连接模式是一种比较简单的连接方式，如图3所示。多幅画面依次连接成一个环形。在这个环中，两幅画面之间的连接可以是单向连接，也可以是双向连接。


图3 环形连接
它的优点是结构很简单，对编程人员而言编制非常方便；缺点在于环形连接的可操作性比较差，这点特别是在多画面、大范围的画面切换时。

5.2 星形连接
星形连接模式也是一种很简单的连接方式，如图4所示。在这种连接模式下，有一幅画面是画面，其他画面都与这幅画面有双向连接关系。其他画面之间没有连接关系。


图4 星形连接
这种连接模式的优点在于画面切换比较简单，任何两幅画面只须两次操作就可以实现切换，同时编程也比较方便。缺点在于：如果画面比较多时，画面将显得比较凌乱，容易造成画面主次混淆。

5.3 树形连接
树形连接模式是一种按种类分成不同分支的连接方式，如图5所示。在这种模式下所有画面按照它们的逻辑关系被分成不同分支，以它们之间的逻辑继承关系双向连接。如果画面之间没有逻辑关系或者处于同一分支下，它们之间就没有任何。


图5 树形连接
这种连接方式的优点是：它所具有逻辑关系使操作人员易于上手、其主次关系分明。进入某个特定画面时，只要明白它的逻辑关系就可以很快切换完成。缺点在于：树形连接对于不明白其逻辑关系的新手来说操作比较困难，对于编程人员的要求也比较高。

5.4 网形连接
网形连接模式实际上是环形连接的改进连接方式，如图6所示。它的画面并没有主次之分。在这种模式下所有的画面两两之间都有双向连接关系。


图6 网形连接
这种连接的优点在于，它方便了环形连接的画面切换。但是，它的缺点也正在于此：多连接方式对于编程人员的要求非常苛刻，特别是画面很多时其编制的工作量很大。

5.5 复合连接
复合连接模式实际上就是以上两种或者两种以上的连接模式共同使用在一组画面时的连接方式。
其优点是可以结合不同连接模式的优点，达到单种连接所不能达到的效果。缺点是编制相对复杂，对编程人员的要求很高。

6 触摸屏设计
GP2600触摸屏如图7所示。它与PLC直接连接，它的存储器就当成PLC的扩展存储器。由此，PLC不需要设定它的硬件组态。


图7 GP2600
6.1 硬件设计
在硬件方面，Pro-face的要求不高，需要一个24V/2A的直流电源和触摸屏本身。另外，为了与PLC通讯，我们根据需要选择了MPI接口的RS232C串行连接的方式。
6.2 软件环境
编程上，我们采用了天任公司提供的GP6.2英文版。按系统要求，在PLC划出20个16位的字地址实现PLC与触摸屏之间的系统通讯需求。图8所示的就是GP6.2英文版的启动窗口。


图8 GP2600编程软件启动窗口

6.3结构选择
在综合各种考虑后，我们决定采用复合连接模式。具体来说，整组画面以树形结构为我们编制的主要方式。为避免相同分支中画面无法切换的问题，在这些同一分支下的画面采用环形结构。同时，考虑到快速返回的需要，在所有画面上配以返回页的按键。在一些报警画面上，增加它们可以立弹出报警、故障解除后自动返回页的功能。
这样做，我们既可以非常直观地反映出控制的逻辑关系，又可以方便同一分支下画面的切换，实现了快速返回页的功能。但是，这样也复杂了画面之间的连接，对编程和纠错带来一定的困难。
在实践中这种结构的选择还是可以接受的：综合几种连接方式可以以大的效果反映机组的状态，并且用户注重的是画面的使用而不会考虑编程。结构设计上以用户的使用为主，而不是编制人员的难易。

7 结论与展望
新的控制、显示和传动系统提高了纤维滤棒成型机组的总体性能，控制功能得到完善和提升。GP2600的应用增强了人机界面的可操作性。
考虑到今后信息集成化和网络化数据采集的需要，我们使用的GP2600可以进行数据共享和远程监控，配合S7-300 PLC的数据采集端口可实现全自动化生产的需要。

1前言
在工业应用领域，大部分机械设备都采用、实用的控制产品对生产过程进行控制，以提高设备运行的性和生产效率。但是，在农业应用领域，由于农机设备运行环境恶劣、操作人员技术水平偏低，绝大部分机械设备没有采用的控制产品，而是采用传统的手工操作和继电器控制。
中国是个农业大国，农机设备遍布大江南北。把性能稳定、、功能强大的控制产品应用到市场的农机设备中，对提高我国农业的自动化水平和农机企业的市场竞争力将会产生十分积的影响。
本文介绍了和利时公司新一代小型一体化PLC在农用液压打包机上的应用，该应用在提高农机设备自动化方面了很好效果，具有很好的推广。
2系统概述
山东某液压机械制造有限公司是国内液压打包机械的企业，其生产的液压打包机行销海内外，得到用户的普遍。液压打包机广泛应用于棉纤维、亚麻、羊毛、纸边、服装、布匹、毛巾、麦草等松散物资的打包，为农用物质的仓储和运输提供了大的方便。由于液压打包机一般应用在环境恶劣的室外或污染严重的生产现场，故对控制产品提出了较高要求。以前曾有自动化公司采用某国外PLC对液压打包机的电气控制部分进行改造，但应用效果欠佳。我们对机器运行环境进行了现场考察和反复研究，充分考虑到了现场环境的恶劣性，在性、稳定性等方面做了大量工作，提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统。实际运行效果表明，该控制方案达到了预期效果，大大提高了设备的自动化水平。
液压打包机控制系统由控制单元PLC和用于操作的人机界面组成，控制单元应用和利时公司的G3系列小型一体化PLC，人机界面采用深圳人机电子有限公司的新一代文本显示器MD204L。PLC包括1块24点CPU模块LM3107和1块8路继电器输出模块LM3222，输入、输出信号详见表1。
表1　I/O地址分配表


3系统功能
采用PLC控制的液压打包机可以实现自动脱包、自动提箱、自动转体、自动踩棉等功能，并能对生产过程进行实时监控，完成自动诊断、自动报警和数据上传等功能。为提高电气控制系统的性，根据客户的实际需求，将经常出现故障的所有可以替换的开关按钮全部转移到人机界面上，包括油泵的启动/停止、踩箱的启动/停止、油缸的上升/下降/停止、提箱、开门、关门等操作按钮。另外，时间继电器的时间也在人机界面上设定，包括油泵电机启动延时继电器、踩箱电机避起延时继电器、踩箱电机断电延时继电器和油缸上升缓冲延时继电器。
液压打包机的控制部分包括油泵电机控制回路、踩箱电机控制回路、升降控制回路、提箱控制回路、预缷控制回路和开关门控制回路等，下面对各控制回路分别进行介绍。
油泵电机控制回路：通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“泵起”油泵电机的启动按钮，主接触器C1和Y接触器C2接通，同时油泵电机启动延时继电器，通过读取文本显示器上的时间值，并开始计时。时间到则Y接触器C2断开，同时△接触器C3接通，PLC的C2与C3两点互锁。按下“泵停”油泵电机的停止按钮，油泵电机正常停机。当电机发生过载或是有堵转情况发生时，主油泵热保护继电器RJ开关闭合，通过PLC程序控制主接触器C1立即断开，处于保护状态。故障排除后，重新启动、重新开机。当油缸过上限或下，HC1和HC2都要在PLC程序控制中加以保护。通过设定油泵电机启动延时继电器的值可以任意改变Y—Δ启动转换的时间，保转换状态。加上多重互锁和自锁，完成油泵电机的正常启动和运转，同时有指示灯显示电机的运转状态。
踩箱电机控制回路：通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“踩起”踩箱电机的启动按钮，踩箱过程开始，踩箱指示灯点亮，踩箱电机接触器C4接通，同时踩箱电机避起延时继电器读取文本显示器上的时间值，并开始计时。时间到，触发PLC内部中间继电器，踩箱结束，蜂鸣器H接通告知，同时踩箱电机断电延时继电器读取文本显示器上的时间值，并开始计时。时间到，循环结束，踩箱电机与蜂鸣器H停止复位。按下“踩停”踩箱电机的停止按钮，所有的时间继电器及中间继电器均复位，踩箱电机停止。我们可以对精度高达1ms的踩箱电机避起延时继电器和踩箱电机断电延时继电器任意调整，根据不同的工作状况选取不同值，大地方便了用户操作，显著提高了生产效率。
上升、下降控制回路：上升与下降是两个相反的控制过程，由程序设计为互锁，以保证动作统一、。通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“上升”或“下降”按钮，箱体按程序动作，开始上升或下降，达到工艺要求。
提箱控制回路：系统提箱的控制保证在上升结束后进行，通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“提箱”按钮，提箱开始，当达到箱体上限位时，即为提箱结束。
预卸控制回路：按照工艺要求，预卸控制是在上升或提箱时间段以前进行。预卸全过程由PLC程序自动进行，油缸上升时即为预卸工序开始。读取文本显示器上的油缸上升缓冲延时继电器的时间设定值，同时开始计时，时间到预卸结束。
开门、关门控制回路：开门和关门是两个相反的控制过程，分别由文本显示器上的“开门”和“关门”操作按钮控制，内部中间继电器ZJ6和ZJ7互锁，分别完成开门和关门动作。如今工业控制产品已发展到一个追求个性化、差异化的阶段。传统的PLC产品已经无法满足加细分化的市场需求,为了满足这种需求,出现了嵌入式PLC产品。 
一、嵌入式PLC 
嵌入式PLC是将PLC系统软件构建于控制器内,根据用户控制需要定制硬件,以PLC的应用方式解决对象控制问题的PLC。它由两部分组成：嵌入式PLC系统软件和芯片组成。 
1、嵌入式PLC系统软件 
嵌入式PLC系统软件将PLC语言(梯形图语言)、CAN总线嵌入到单片机中,使单片机的产品开发从使用汇编语言变为使用PLC梯形图语言,并具有CAN总线的互连特性。 
该系统软件具有以下特点:1.以梯形图语言为内核,添加了中断管理系统,能实现PLC无法实现的硬实时操作;2.强化运算能力,增加了CANBUS函数库、浮点数库、自整定PID、嵌入式WEB等,丰富了PLC的功能;3.提供开放式扩展结构,支持三方开发扩展单元的接线;4.增加了网络互连功能,在远程端加载浏览器后,即可实现远程监控。 
系统软件包括三个部分。 
①嵌入式PLC内核：它完成实时任务调度、梯形图语言解释、执行、通讯等基本功能,并提供二次开发驱动接口； 
②二次开发驱动程序：通过系统软件提供的外挂,使用内核开发各种面向具体对象个性化、差异化的驱动程序； 
③终端应用程序：指面向工艺流程控制的梯形图语言程序。 
2、嵌入式PLC芯片组 
EASYCORE1.00是一个加载了嵌入式PLC系统软件的芯片组,作为一款加载了系统软件的硬件平台,可以用来设计通用和PLC。 
1)芯片组基本性能： 
①供电： 5V200mA,RAM掉电保护5年。 
②CPU：C8051F040。 
③嵌入扩展能力 
?32I/O：可复用成SPI、I2C接口及外中断、外计数、AD等。 
?4AD：12位精度,100KPS。 
?2DA：12位精度,100KPS。 
④通信接口 
?CANBUS：系统软件管理,使用工具软件CANSet构建CANBUS总线网络。 
?UART0：系统软件管理,用于梯形图编程、监控,支持人机界面及用户驱动程序下载。 
?UART1：系统软件管理,用于下载CANBUS网络参数、构建RS485网络及支持三方设备互连。 
二、应用开发 
基于加载了系统软件的芯片组,我们可以根据工艺需要来开发自己的嵌入式PLC产品。下面就介绍基于嵌入式PLC芯片组开发的16路输入的模拟量PLC产品(可输入标准信号或热电偶信号)。 
1、硬件设计 
AI0是芯片组内的一个AD转换通道,P1.0—P1.4作为模拟开关的通道控制线来进行16个模拟信号通道间的切换。 
(1)信号采集电路 
用AD公司的高精密放大器OP07构成模拟信号放大电路,OP07具有低输入偏移电压(10uV)、低漂移电压(0.2uV/℃)和宽范围的供电电压(±3V－±18V),可以很好地满足该产品的要求。在这里OP07由±5V供电,R18、R79作为调零电阻,输出电压由下式给出：Vout＝Vin(1＋R98/R56)。 
(2)信号选择电路 
选择16通道的模拟开关CD4067构成信号选择电路,A、B、C、D、INH接到芯片组的P1.0－P1.4引脚,做为模拟开关的通道选择控制信号。OUT引脚接到芯片组的AIN0,即个AD转换通道。 
2、软件开发 
嵌入式PLC是基于Cygnal公司的C8051f040芯片开发的,所以二次程序的开发使用51汇编语言。开发选择的编译器是KEILC51,因为它可以生成我们所需要的.HEX文件。 

内核留出了七个用户嵌入程序接口,我们只需要充分理解各个接口的功能就可了进行二次开发了,需要熟悉如下内容：a、内核功能b、内核结构c、内核任务管理d、内核存储空间分配。由于系统软件中已经加入了232通信、485通信和CAN通信的功能,所以16路模拟量PLC的二次驱动软件的开发主要集中在模拟量的AD转换和PLC资源区中AD值的实时刷新上。 
(1)程序规划 
T4中断：完成AD转换和16个通道的切换程序 
USER_SCAN：PLC资源区中AD值的刷新。

AD转换过程如下：每一通道连续采样16次,采样完后得到累加和,然后启动下一通道的AD转换。 
PLC资源区中AD值的刷新过程如下：在梯形图扫描周期结束时进行,把各路AD值的累加和求平均值后放入PLC的资源区的对应位置处。 
(2)程序代码 


3、驱动程序的嵌入 
在KEILC51中编译上述程序。使用下载工具软件“DOWNHEX”,把生成的.HEX文件通过串口下载到芯片组的固定地址处,使得内核可以调用它,从而完成二次驱动程序的开发。到此,16路模拟量PLC的开发工作基本完成。 
三、功能介绍 
基于嵌入式PLC开发的多路模拟量网络节点具有以下功能：1、采集工业现场的多路热电偶信号,2、支持三菱、台达等多家人机界面,3、支持梯形图编程(86条指令),4、支持CANbus互连(多机并联运行或扩展单元连接)等。这里简要介绍下该网络节点的梯形图功能应用。 
嵌入式PLC的系统软件中内置了温度转换函数,其功能是把热电偶毫伏信号对应的AD值转化成温度值。适用于任意分度热电偶输入信号,应用于不同的控温场合,配合PID调节,使受控温度精度可达±1℃。 
四、结束语 
笔者利用嵌入式PLC芯片组开发的的PLC产品的实例证明,本着软硬件可裁剪的原则,开发出的产品可以很好的满足用户的个性化需求,节约了硬件成本、缩短了研发周期,并且得到了许多强大的功能,相信它的出现必将使得PLC生产厂家生产出越来越多的贴近终端市场的PLC

PID参数的整定： 
1、可以在软件中进行自动整定； 
2、自动整定的PID参数可能对于系统来说不是的，就需要手动凭经验来进行整定。P参数过小，达到动态平衡的时间就会太长；P参数过大，就产生调。 
PID功能块在梯形图（程序）中应当注意的问题： 
1、采用PID向导生成PID功能块； 
2、我要说一个简单的也是容易被人忽视的问题，那就是：PID功能块的使能控制只能采用SM0.0或任何1个存储器的常开触点并联该存储器的常闭触点这样的断开的触点！ 
笔者在以前的一个工程调试中就遇到这样的问题：PID功能块有时间动作正常，有时间动作不正常，而且不正常时发现PID功能块都没问题（PID参数正确、使能正确），就是没有输出。后查了好久，突然意识到可能是使能的问题——我在使能端串联了启动/停止控制的保持继电器，我把它改为SM0.0以后，一切正常！ 
同时也明白了PID功能块有时间动作正常，有时间动作不正常的原因：有时在灌入程序后保持继电器处于动作的状态才不会出现问题，一旦停止了设备就会出现问题——PID功能块使能一旦断开，工作就不会正常！ 
把这个给大家说说，以免出现同样失误。 
下面是PID控制器参数整定的一般方法： 
PID控制器的参数整定是控制系统设计的内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：(1)预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。 
PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。 
比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。 
PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照： 
温度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s； 
压力P： P=30~70%，T=24~180s； 
液位L： P=20~80%，T=60~300s； 
流量L： P=40~**，T=6~60s。 
书上的常用口诀： 
参数整定找，从小到大顺序查； 
先是比例后积分，后再把微分加； 
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大； 
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳； 
曲线偏离回复慢，积分时间往下降； 
曲线波动周期长，积分时间再加长； 
曲线振荡频率快，先把微分降下来； 
动差大来波动慢。微分时间应加长； 
理想曲线两个波，前高后低4比1； 
一看二调多分析，调节质量不会低。 
经过多年的工作经验，我个人认为PID参数的设置的大小，一方面是要根据控制对象的具体情况而定；另一方面是经验。P是解决幅值震荡，P大了会出现幅值震荡的幅度大，但震荡频率小，系统达到稳定时间长；I是解决动作响应的速度快慢的，I大了响应速度慢，反之则快；D是静态误差的，一般D设置都比较小，而且对系统影响比较小。对于温度控制系统P在5-10%之间；I在180-240s之间；D在30以下。对于压力控制系统P在30-60%之间；I在30-90s之间；D在30以下。 
这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法，它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法，并在现场中得到了广泛的应用。 
这种方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。 
经验法简单，但需要有一定现场运行经验，整定时易带有主观片面性。当采用PID调节器时，有多个整定参数，反复试凑的次数增多，不易得到整定参数。 
下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤： 
A. 让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，直到获得满意的控制过程为止。 
B. 取比例系数S1为当前的值乘以0.83，由小到大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，直至求得满意的控制过程。 
C. 积分系数S0保持不变，改变比例系数S1，观察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到满意为止。否则，将原比例系数S1增大一些，再调整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试凑，直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。 
D. 引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD，此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直到控制过程满意为止。 
PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量如：大烘房的温度控制，一般P可在10以上，I=3-10，D=1左右。小惯量如：一个小电机带一台水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-10，I=0.1-1，D=0，这些要在现场调试时进行修正的。 
PID控制说明： 
在工程实际中，应用为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能掌握，或得不到的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术为方便。即当我们不了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 
比例（P）控制 ：比例控制是一种简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 
积分（I）控制 ：在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了稳态误差，在控制器中引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 
微分（D）控制 ：在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性