PLC的PID控制器在MPS自动化控制系统中的应用

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在现代化的工业生产控制中，自动化技术起着非常重要的作用。自动化控制技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用 自动化控制不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解脱出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力∩编程序控制器(PLC)采用-类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械和生产过程 ，在工业自动化领域应用越来越广泛，特别是应用于过程控制、运动控制等领域 。

1 MPS自动化控制系统介绍MPS(Modulare Productions System)自动化控制系统采用拈化的结构，将气动、液压、电气等集成到-起，应用多种传感器并采用先进控制技术综合于-体，构成典型的生产加工系统。图 1是设计的 MPS自动化控制系统，它包含过滤单元、混合单元、反应单元及灌装单元等四个单元。

过滤单元连接带有数字和模拟量传感器和执行器的闭环控制系统。通过-个 PLC和闭环控制器操作- 个压力控制系统，水泵把水从废水罐打到过滤器进行过滤，过滤过的水通过-个蝶阀流到纯净水罐，另-兀 图 1 系统组成个水泵再传到另-个工作单元或者返回到废水罐。通过去渣程序，用水把过滤器完整地过滤-次，信粒用压缩空气吹出过滤器，含有脏的颗粒的水又-次回到废水罐里。·混合单元由-个带数字和模拟量传感器和执行器的闭环控制系统组成。通过-个 PLC和闭环控制器操作-个流量控制系统。根据混合数量(0～101)和配方的选择来执行操作。依照选择的配方，混合物通过比例泵把混合液从计量罐打到主罐，准备好的混合物也可以通过-个泵打到下-工作单元。

反应单元由-个带数字和模拟量传感器和执行器的闭环控制系统组成。通过-个 PLC和闭环控制器操作-个温度控制系统，根据3个可选择的配方和对收稿日期：2012-05-17作者简介：王京(1975-)，女，四川西昌人，副教授，硕士，主要从事自动化控制等方面的科研和教学工作。

102 液压与气动 2012年第12期流体的加热、搅拌时间来执行操作。依照选择的配方，液体通过-个冷却回路来冷却，准备好的昆合物也可以通过-个泵打到下-工作单元。

灌装单元由-个带数字和模拟量传感器和执行器的闭环控制系统组成。通过-个 PLC和闭环控制器操作-个液位控制系统，空瓶子从传送带传输过来。

依照选择的配方，或者液体被注入-个特别号码的瓶子中，或者连续操作的任意瓶中。

2 基于PLC的过滤单元PID控制器设计在 MPS自动化控制系统中，四个单元为典型的且具有相似功能的闭环控制系统。因此，以过滤单元为例来说明基于 PLC的PID控制器的设计过程。

2.t 控制对象分析过滤单元控制系统为-个压力闭环控制系统，主要实现将废水灌中的废水经过滤器过滤并实现自动清洗过滤器等过程。图 2为过滤单元的结构图，主要由传感器、执行元器件、接 口组件、控制组件及其他配件组成。其中，传感器包括 2个液位测量的漂釜关、4个电容接近传感器、1个压力传感器；执行元器件包括 2个泵、1个搅拌器、1个带气动驱动的3位球阀、1个带气动驱动的门阀、1个蝶阀和 1个调压比例阀；接口组件包括连接板及 1个触摸屏；控制组件包括 PLC工业控制器；其它配件包括纯净水罐、废水罐、过滤器等。

图2 过滤单元结构图压力闭环控制针对过滤器的冲洗，主要通过压力传感器信号作为反馈，通过PID控制器控制气压来实现冲洗过程。

2. 过滤单元 PID控制器设计采用 PLC设计过滤单元的压力闭环控制系统，系统组成结构图如图3所示。在 Pc机上用Step7软件编写控制程序，用平行 Syslink电缆连接 PLC与工作站I/0；用 Step7中的FB 41实现连续型压力闭环控制。

图3 过滤单元的 PLC控制系统组成图图4为过滤单元的PID控制系统原理图，首先根据冲洗工艺设置给定压力并与压力传感器反馈的实际值比较得到控制量，经 PID控制器调节输出比例阀的控制调整量，从而控制冲洗压力达到给定值。

图4 过滤单元的 PID控制系统原理图PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。其输入 e(t)与输出 u(t)的关系为：u㈤Kp(e() ) To )其中， 为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数。

3 基于PLC的PID控制器调试3.1 参数设置PID的初始化可以通过在 obl00中调用-次，将参数 eom.rst置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制 com-rst；PID的调用可以在 ob35中完成，-般设置时间为200 ms。特别注意输出参数：lmn- P：real：pid输出中P的分量(可用于在调试过程中观察效果)；lmni：real：pid输出中i的分量(可用于在调试过程中观察效果)；lmn- d：real：pid输出中 d的分量(可用于在调试过程中观察效果)。

3.2 调试流程因为系统非大功率加热控制等惯性大的系统，-般不用d；仅使用pi即可，-般先使i等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡的周期，然后设置 i为振荡周期的0.48倍应该就可以满足大多数的需求。pid的调整可以通过开始。simat。

ic step7.pid调整”打开 pid调整的控制面板，通过选择不同的pid背景数据块，调整不同回路的pid参数，打2012年第12期 液压与气动 103胶愈全自动换版装置的气动控制系统设计段 纯，陈 欢Pneumatic Control System Design of Automatic Plate ChangingUnit in Ofset PressDUAN Chun，CHEN Huan(安徽新闻出版职业技术学院，安徽 合肥 230601)摘 要：该文通过分析胶愈全自动换版装置的工作原理，设计了基于 PLC控制器的换版装置气动控制系统，实现了胶愈换版过程的全自动控制，并通过模拟仿真验证 了系统的正确性。

关键词：胶愈；全自动换版；气动；设计中图分类号：TH138 文献标志码：B 文章编号：10004858(2012)12-()1O3I)41 引言- 台速度为 16000张/h的四色胶愈，按熟练工人操作每天最多能够印刷24～26套渔，印刷生产过程中的耗时较短，但是每个生产活件之间的准备工作耗时最多，其中渔更换耗时较长『愈上的渔更换装置主要有手动换版、半自动换版和全自动换版三种 lj，目前国内市场上的印刷机多数配置的是手动换版和半自动换版装置。手动换版和半自动换版装置在更换-套四色渔时需要花费5-8 min的时间，并