| PLC控制系统在气体调节中的应用 |
| 进入论坛 2006-6-14 15:04:00 |
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三、软件设计
根据该系统具体情况，PLC系统软件设计过程中着重要考虑的是以下几个方面：
（1） 数据采集及工程量转换
（2） PID算法
（3） 流量温压补偿计算以及流量的累积计算
对于系统中的逻辑控制选用梯形图（LADDER）编程，直观、方便；对PID回路控制流量温压补偿计算以及流量的累积计算部分则采用语句（STL）编程，结构紧凑而又灵活。
PID调节是该系统中最为重要的控制程序，因此特将PID算法作一重点介绍。
1、PID 算法
STEP7提供了两种常用的PID算法：连续型PID（FB41）和离散型PID（FB42），根据实际要求，选用的是FB41。并在组态王中使用画图功能模拟一个PID调节器的操作面板，完成PID调节控制中的手/自动切换、给定值输入、手动输出值输入、PID参数（比例系数、积分时间）输入等功能。
PID算法的输出实际上是比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分作用之和：
Mn＝MPｎ＋MIｎ＋MDｎ
MPｎ ＝ GAIN（SPｎ－ PVｎ）
MPｎ ＝ GAIN TS/ TI（SPｎ－ PVｎ）＋MX
MDｎ ＝ GAINTD/TS（PVｎ－１－ PVｎ）
Mｎ：第ｎ次采样时刻的输出值。
MPｎ：第ｎ次采样时刻的比例作用，与偏差成正比。
MIｎ：第ｎ次采样时刻的积分作用，可以消除静差，提高控制品质。
MDｎ：第ｎ次采样时刻的微分作用，根据差值的变化率调节，可抑制超调。
SPｎ：第ｎ次采样时刻的设定值。
PVｎ：第ｎ次采样时刻的过程值。
MX：第ｎ－１次采样时刻的积分作用，每次采样计算后自动刷新。
GAIN：回路增益，P参数。
TI：积分时间常数，即I参数。
TI：微分时间常数，即D参数。
TS：采样时间。
从上面的公式中可以看出，参数P（GAIN）与P、I、D作用都是成正比的，它决定了PID回路的灵敏度，即调节速度的快慢；Ｉ参数越大，积分作用越弱，而D参数越大，微分作用越强。不能单靠理论计算来确定PID参数，唯一的衡量标准就是被控参数（压力）的精度和稳定度，所以在实际调试中，都是参照被控参数的实时曲线，反复观察分析，从而达到最佳的控制效果。
四、采用该系统的意义
（1）计算机化管理使得系统信息储存量大，数据采集与反馈及时、准确，系统的生产数据可实现长期保存，有利于生产数据的历史查询和故障的即时排除；
（2）该系统投入运行后，通过计算机显示与控制，提高了过程自动化的程度，可实现无人调节操作，减少了操作环节，降低了运行成本，使系统的管理和控制上了一个新台阶。
五、结束语
该系统自2005年7月投入运行后，工作稳定、可靠，成功地实现了全部控制功能，取得了比较好的控制效果，达到了预期的控制指标。
[参考文献]
1.殷华文主编.可编程序控制器及工业控制网络. 西安：西安地图出版社，2001
2.SIEMENS公司． SIMATIC S7-300 M7-300可编程序控制器模板规范参考手册，2001.10
3.SIEMENS公司. STEP7_v5.1编程中文手册.2001
4.亚控公司.组态王手册Version 6.5
5.廖常初编著.可编程序控制器应用技术（第三版）.重庆：重庆大学出版社，2000 |
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