在三菱PLC（如FX3U、Q系列）中调整PID参数时，需结合控制对象特性（如电机速度、温度、压力等）和系统响应要求，通过经验法或试凑法逐步优化参数。以下是关键参数的调整原则、步骤及工程实例：
一、PID参数核心作用
比例增益（P/Kp）
P值过大：速度超调严重，可能伴随机械振动。
P值过小：速度爬升缓慢，对负载变化反应迟钝。
作用：决定系统响应速度，增大P值可加快响应，但过大会导致超调和振荡。
电机控制建议值：起始值10-30（如卷绕机项目中从120降至50后系统稳定）。
现象：
积分时间（I/Ti）
Ti值过大：到达设定值时间过长。
Ti值过小：系统容易振荡，速度不稳定。
作用：消除稳态误差，使实际值达到设定值。减小Ti值可加快误差消除，但过小会导致振荡。
电机控制建议值：起始值20-50秒（如卷绕机项目中从5秒增至15秒后消除稳态误差）。
现象：
微分时间（D/Td）
Td值过大：对扰动响应变慢。
Td值过小：系统对扰动敏感，可能产生高频振荡。
作用：预测系统变化趋势，提前调整输出以抑制超调。增大Td值可增强抑制效果，但过大可能对扰动反应迟钝。
电机控制建议值：起始值0-1秒（通常较小或为0，如卷绕机项目中未使用微分控制）。
现象：
二、PID参数调整步骤
确定比例增益（P）
关闭积分（I=0）和微分（D=0），仅保留比例控制。
从小到大逐步增大P值，直至系统出现轻微振荡；再反向减小P值至振荡消失，记录此时P值的60%-70%作为初始值。
确定积分时间（I）
保持P值不变，从大到小逐步减小I值，直至系统出现振荡；再反向增大I值至振荡消失，记录此时I值的150%-180%作为初始值。
引入微分时间（D）
保持P和I值不变，从小到大逐步增大D值，观察系统响应。
若系统对扰动反应过度，可适当增大D值以抑制超调；若响应迟钝，则减小D值或保持为0。
系统空载与带载联调
在空载和带载条件下分别测试系统响应，微调PID参数直至满足要求（如超调量≤5%、稳态误差≤1%）。
三、工程实例：电机速度PID控制
项目背景：卷绕机需根据卷径变化自动调整电机速度，保持恒定张力。
问题：
启动时电机加速过快，导致材料拉断。
卷径变化时速度调整不够平滑。
系统对扰动（如材料接头）反应过度。
解决方案：
P值从120降至50，减少超调和振荡。
I值从5秒增至15秒，消除稳态误差。
未使用微分控制（D=0），避免对扰动过度敏感。
增加软启动功能：通过斜坡函数逐步增加速度设定值，避免加速过快。
调整PID参数：
引入前馈控制：根据卷径变化预先计算速度变化量，提升响应速度。
效果：
系统启动平稳，卷径变化时速度调整平滑。
不良率降低约70%，生产效率显著提升。
四、PID参数调整工具与技巧
自动调谐功能：
三菱PLC（如FX3U）支持PID自整定功能，通过注入测试信号自动计算最优参数。
使用条件：系统需稳定运行，且被控对象动态特性明确（如温度、压力控制）。
经验数据参考：
温度控制：P=20%-60%，I=180-600秒，D=3-180秒。
压力控制：P=30%-70%，I=24-180秒。
流量控制：P=40%-100%，I=6-60秒。
监控与调试：
使用PLC编程软件（如GX Works2）监控实时数据（设定值、实际值、偏差值）。
通过趋势图观察系统响应，快速定位参数问题。
