基于PID系统的单向测径仪具备工业控制功能

现在的自动化生产中，不仅仅是需要自动测量功能，自动控制功能也被加入到了单向测径仪中，以便更高品质的生产。单向测径仪是基于PID控制功能的在线检测控制设备，它能不间断的控制外径尺寸，并且为闭环控制，对高质量生产有着重要作用。

PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单，鲁棒性好和可靠性高，被广泛用于工业控制当中。单向测径仪就是利用该调解系统进行外径自动控制的。单向测径仪是根据实测线径与设定标称值之间的偏差，来控制挤塑机螺杆转速或牵引机的转速，使实际的线径尽可能地接近标称值。

PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差：e(t)=r(t)-y(t)，将偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器。其控制规律为：式中：Kc- 比例系数，TI- 积分时间常数，TD- 微分时间常数，PID 控制特点。

原理简单，使用方便，适应性强：可以广泛应用于各个工业控制领域，鲁棒性强：即其控制品质对被控对象特征的变化不大敏感。

比例环节，P调节对偏差信号e(t)能够及时作出反应，无任何丝毫的滞后。简单来说，对于比例环节，偏差一旦产生，控制器就会立即产生控制作用，以减少偏差。

积分环节，I调节器的输出不仅与偏差信号的大小有关，还与偏差存在的时间长短有关。在工业控制中，积分环节通常和其他控制策略一起使用。简单来讲，积分环节主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数TI，TI越大，积分作用越弱，反之则越强。

微分环节，微分调节只与偏差的变化成比例，偏差变化越剧烈，由微分调节器给出的控制作用越大，从而及时地抑制偏差的增长，提高系统的稳定性。微分环节能够反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。

PID控制系统的特性主要由比例系数 KP、积分系数KI和微分系数KD来确定。为了取得较好的控制效果，应恰当地选择三个系数。如果取得太小，则系统的响应速度太慢，反馈控制效果不好。如果取得太大，则会造成系统不稳定而发生震荡。

采用外径反馈控制以后，其产品线径的变化明显改善。采用外径反馈控制以后，完全消除了外径的慢速漂移变化。产品线径的变化范围从原来的 0.05mm 以上，减小到±0.01mm 以内，大大提高了产品的质量。