一、PID应用场景

其实不管是在自动化行业还是在生活中，我们都或多或少都会接触PID。比如空调系统、定速巡航系统、恒压供水系统（如图1）上都可以见到PID的影子。在这些系统中，Zui大的一个特点就是我们需要设定一个我们想要的数据，然后设备就根据我们的设定，自动进行调节。

比如：在恒压控制系统中，设定一个压力（10MPa）,那么这个系统就需要稳定在我设定的压力值10MPa左右；在空调系统中，我们设定好了一个温度（26℃）之后，我们当然希望室内的温度就一直稳定在26℃左右嘛。在我们设定好了参数之后，设备如何自动调节呢？就是通过PID功能进行调节的！

图1：PID应用场景图

二、PID控制系统

在PID各参数的作用之前，我们先宏观来了解一下PID控制系统。如图2所示，一个完整的PID系统中主要由以下几部分组成：给定环节、控制器、执行机构、被控对象、反馈环节。

图2：PID控制系统图

我们逐个来说明每个环节的作用。为了说明这些环节的作用，我们举一个生活的例子：

现在我们接到一个任务，需要骑一辆自行车沿着直线走1000米。那么直线走1000米就是“给定环节”了，因为我预先就知道了需要走多少米距离并且走的是直线。骑车的是“人”，人由大脑控制，那么大脑就是“控制器”了，大脑不能直接控制车辆，然后大脑发命令的方式去控制我们的手和脚从而控制自行车，那么手和脚就是“执行机构了”，而Zui终我们控制的是自行车，那么自行车就是“被控对象”了。那么在骑车的过程中，可能会出现一阵风或者路上出现石头或者坑等，那么这些石头或者坑呢，就是“扰动”。我们在走直线的过程中，到底有没有沿着直线走呢？我们可以通过眼睛看，那么眼睛把自行车的信息收集起来（是否走歪了），这个过程就是“反馈环节”。仅仅知道是否走歪了还不行，需要及时调整，如何调整呢？就是通过预期设定（给定环节）与实际路线（反馈环节）相比较，得到的差值进行修正。

那么把生活中的这个例子应用到工业中来，其实是非常类似的。如图4所示是：恒液位控制系统。我们通过触摸屏设置水池里需要到达的液位高度，当PLC接到我们设置的命令之后，通过传感器反馈实际的液位高度与我们设定的液位高度相比较，得到差值。如果低于我们设定的液位值，则驱动变频器带动水泵往水池里加水，当高于我们设定的液位值，变频器则停止加水。