基于PLC控制下闭环系统PID控制器的设计研究

董宗慧

（山西大学，山西太原，030013）

基于PLC控制下闭环系统PID控制器的设计研究

董宗慧

（山西大学，山西太原，030013）

在工业生产活动中，我们通常需要使用闭环控制方法对其进行调节，使用可编程逻辑控制器（PLC）来对PID控制器发出指令，从而使温度、压力、流量等持续变化的模拟量得到有效地控制。PLC控制系统操作相对来说十分简便，有利于机械设备的工业运行效率。本文根据PLC控制下闭环系统中的技术细节展开讨论，提出几点有利于PID控制器灵敏度提高，有利于生产效率提高的可行性措施。

控制器；闭环系统；控制模块；试验系统

1 PID控制算法和参数设计分析

通过变频器信号的控制，将水位信号或者压力值、流量系统控制在一定的水平状态，使PLC控制装置的水平及灵敏度明显提高[1]。在接PLC（上、下限输出）的调节系统中，根据PID回路表，如果偏移地址为“0”，那么过程变量为PVN，输出控制格式为双字节数，PID回路表为纯输入类型。那么它的限定值为0.0-1.0之间。当偏移地址为“4”时，变量给定值为spn,输入格式为纯输入类型，那么它的限定值为0.0-1.0之间。

当偏移地址为“8”时，那么PID指令的输入值为MN，格式为双字节数，变频控制器的类型为“输入”和“输出”相结合的两种类型，那么它的限定值为0.0-1.0之间。当偏移地址为“12”时，PID回路控制器的增益为KC，变频器的控制器格式为双字节数，类型为纯输入型。在增益为KC时，它的限定值为比例常数，常数可以为正数也可以为负数，在输入流量稳定时，它的限定值可为0。当PID闭环回路的偏移地址为“16”时，采样器的运行过程时间为TS，它的运行格式为双字节数。一般来说，PID控制器的类型为纯输入型，它的限定值为比例常数，其中，它的单位为S，并且必须为正数。当偏移地址为“20”时，它的变量体现在积分时间上，我们可以将其暂定为Tt，格式依然为双字节数，类型为纯粹输入的变化范围定值，描述方法为时间单位为MIN正数，且可以为“0”。如果PID指令中的算术运算发生了错误，特殊存储器位置发生的故障很容易发生，并被判断出来[2]。因此，在工业生产活动中，对于关键位置的发动机部分的控制器会变得更加简单，控制方法也变得更加精准。

2 PID控制算法系统过程分析

在采样时间的控制过程中，尽量保证时间最短，如果采集电极的速度超出了预定范围，应该将检测结果送到D/A中，进行报警和处理[3]。从PID控制算法的程序运行的控制过程中，从一开始就应该调用初始化子程序进行优化分析，当读出初始给定状态为“1”时，可以将其控制程序转化为堵转延时状态。当给定时，状态为通常运行的特点。我们一般会将控制移相输出的值域范围控制在-0.2到+0.2之间。当机器的内部信号指令传达速度时，工程设计人员应该及时的发出堵转信号，并且，使PID控制装置的输出的那部分得到控制封锁。工程项目的技术人员应当对故障信号进行针对性分析，如果PID控制器是在β角处实现保护，那么应当开启控制装置的故障报警系统，并且显示出运行中出现的错误。在换向状态下，应该实现逻辑转向，最终结束控制器的整体单次运行操作。基本控制模块的功能包括被控对象手动或者在自动状态下的启动与停止、报警处理、手动/自动切换处理。在温度控制系统的PID控制器中，我们可以对模糊自适应PID控制系统的机构进行分析。在输入值R作用于系统之后，应该考虑到它的误差e，并且根据模糊推理的方法，考察三种数值情况下的PID控制器的情况。通过A/D转换，将温度传感通过变送器送出，完成自适应PID控制系统的处理。

3 PID控制算法的PLC实现

在精密设备的控制运行系统中，自动化智能远程控制一般是通过计算机对信息进行采集和处理分析，计算机采集信息技术能够通过使用互联网二值信号到通信领域中，编辑处理的各类复杂的发电和流量信息数据[4]。利用数字化技术转变为各种图表和直观统计数据，实现多计算机媒体操作形式下的讯息整合。PID控制器将处理后的信息进行集成和显示，通过计算机网络化信息处理，可以使得统计方式变得更加丰富和清晰，便于生产线管理层人员和现场调度员参考查阅。

PLC控制下闭环系统PID控制器系统运行方法，是工业生产活动中开展生产经营和数据统筹过程中最为重要的系统[5]。稳定性较高的工程自动化控制可以确保生产活动顺利进行，通过计算机控制系统的远程通信技术运用，就能够提高对于数据控制的稳定性。使用自动化PLC控制下闭环系统PID控制器自动控制系统，从根本上确保流量控制过程中工业生产的安全和高效。PLC系统中工程自动化的技术人员必须要严格的监控各个电子仪表器具的运行状况，并且要定期进行信息管理系统的升级操作，对电子仪表装置的运转情况和各个数据进行实时登记和记录，以便及时有效地发现工程自动化控制设备中出现的种种问题，实时排除系统故障及设备故障，确保生产过程中流量系统控制环节的顺利运行。

4 PID控制器的调节原理

PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值SV与实际输出的反馈值PV构成的偏差值。它可以将偏差值的准确比例（P），偏差值的积分（I）以及测定的偏差值微分（D）通过线性组合构成控制量，从而实现对于被控制对象的精准控制。

在上位数据已经给定的情况下，我们可以通过就地给定和远控给定两种方式，确定给定方式保持在一致的范围内[6]。在给定变量和设定点变量的分析过程中，使用短线保护从而确定新的设定变量。在PID信号输出的过程中，还应该对此时的输出变量和给定变量进行比较。基于PLC的PID控制系统分析中，PID的输入值被SI所干扰，S1为D0，S2为D1，S3为D100。其中，整个运行系统中，给定植为SV，反馈值为PV，输出值为MV。在数字信号系统的信息采集及过程分析中，系统的稳定性与采样周期T有关。采样时间间隔的越长，那么整个控制系统的变化信号波动峰值就会比较大，也就是系统震荡加大，那么系统的稳定性就会比较差。当采样时间间隔的比较短，对于整个控制系统来说，变化信号比较小，系统的稳定性会越好。

5 结束语

在利用PID控制算法对PLC远程控制模式的效果实现时，应该对控制算法进行最优控制，努力使控制步骤得到最大程度的精简，从而显著提高PID控制算法的精准性。在压力给定的基础下，利用智能PID调节装置，能够很好的调节变频器。通过按钮的启用及调节，远程控制很有可能实现。

[1]魏航信,吴伟,职黎光等.变频驱动钻机自动送钻试验系统的研究[J].石油机械,2009,37(3):10-12,50.

[2]严良文,孙贤安.应用运动控制模块PP41实现位置闭环控制[J].电气自动化,2007,29(2):14-15.

[3]任俊杰,李永霞等.基于PLC的闭环控制系统PID控制器的实现[J].制造业自动化,2009, 31(4):20-23.

[4]侯树文,王永梅等.基于PLC的火力发电机组主汽温微分先行控制器[J].电力自动化设备,2009,29(2):140-144.

[5]张吉月,纪文刚,张宁等.溢流式染色机模糊控制系统的研究与开发[J].电气自动化,2002,24(26):8-9.

[6]孙贤安，吴光强，姜超等.人-车-路闭环系统中的双离合器式自动变速器车辆换挡规律[J].汽车技术,2014,20(20):43-47.

Design of PID controller for closed-loop system based on PLC control

Dong Zonghui
（Shanxi University, Taiyuan City, Shanxi Province,030013）

In industrial production activities, we usually need to use the closed-loop control method to adjust the use of programmable logic controller (PLC) to the PID controller to send instructions, so that the temperature, pressure, flow and other continuous changes in the amount of simulation is effectively controlled. PLC control system is relatively easy to operate, is conducive to the industrial efficiency of machinery and equipment.

controller; closed-loop system; control module; test system