1 引 言
在香煙過濾嘴生產(chǎn)線上，包含紙加熱,、預(yù)加熱,、縫噴嘴、膠水容器溫度等6路溫度信號,。它們對溫度的要求很高,，要求溫度保持在140℃左右的恒溫狀態(tài)。實(shí)踐表明,，常規(guī)的PID控制器因?yàn)槌{(diào)量過大,、易受環(huán)境的影響，不能滿足實(shí)際要求,。經(jīng)過不斷研究,，人們提出了自校正PID控制器和基于模糊推理的自校正PID控制器設(shè)計(jì)方法。前一種方法需要在線辨識過程模型,，計(jì)算量大,；后一種方法的參數(shù)可校正范圍過小。在該文中提出了一種新型PID控制算法,。該算法計(jì)算量小,，易于軟件實(shí)現(xiàn)，在實(shí)踐中取得了良好的控制效果,。
2 系統(tǒng)介紹
系統(tǒng)由1臺上位機(jī)和3臺下位機(jī)組成,。上位機(jī)使用KINGVIEW軟件進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新,、歷史曲線和實(shí)時(shí)曲線顯示,、報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲、查詢和備份等功能,。下位機(jī)使用了SIEMENS公司的S7－300 PLC,。S7－300采用了模塊化設(shè)計(jì)，在一塊機(jī)架上可安裝各種模塊,。每塊機(jī)架板上最多可安裝8個(gè)模塊,。若多于8個(gè)模塊，就必須擴(kuò)展另一塊機(jī)架板,。兩塊機(jī)架板之間的通訊通過安裝通訊模塊來實(shí)現(xiàn),。3臺下位機(jī)分別控制裝盤機(jī)HCF、過濾嘴成型機(jī)KDF2和開松上膠機(jī)AF2,?？偟目刂泣c(diǎn)數(shù)為200多點(diǎn)。
Step7的PLC網(wǎng)絡(luò)有以下幾種：接口網(wǎng)絡(luò)（MPI）,、工業(yè)以太網(wǎng),、PROFIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)、TCP／IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)等,。該系統(tǒng)采用了PROFIBUS－DP現(xiàn)場總線網(wǎng)?，F(xiàn)場的PLC把分散的數(shù)據(jù)采集上來，并通過PROFIBUS現(xiàn)場總線送到上位機(jī),。
3 新型PID控制算法的原理
圖3—1中：yr是給定值,，u是控制量，e是偏差,，y是輸出值,。
圖3—2中：a、b為所允許的最大誤差范圍,。根據(jù)采樣時(shí)刻的公式：
?。?）在t1和t4階段：若ek＜－a,，則停止加熱；若ek≥－a,，即誤差在允許范圍內(nèi),，此時(shí)，又分兩種情況討論：
b）當(dāng)在t4階段時(shí),，則維持原狀態(tài),。
（2）在t2和t3階段：若ek≥b,，則開始加熱,；若ek＜b，即誤差在允許范圍內(nèi),，此時(shí),，又分兩種情況討論：
a）當(dāng)在t3階段時(shí)，則停止加熱,。在這里提前停止加熱,，是為了防止輸出量繼續(xù)上升，反方向偏離給定，從而使輸出維持在誤差允許范圍內(nèi),；
b）當(dāng)在t2階段時(shí),，則維持原狀態(tài)。
4 新型PID控制算法在S7－300 PLC中的軟件實(shí)現(xiàn)
在S7－300 PLC中,，使用了梯形圖編程方法,。在庫中有3個(gè)與PID調(diào)節(jié)器相關(guān)的功能塊FB41、FB42和FB43,。FB41用于模擬PID調(diào)節(jié)器,，F(xiàn)B42用于數(shù)字PID調(diào)節(jié)器，F(xiàn)B43是脈沖發(fā)生器,，用于輸出量為脈沖的PID調(diào)節(jié)器,。在這里，因?yàn)檩斎肓渴菧囟刃盘?，是模擬量,，而輸出又是開關(guān)量，所以調(diào)用了功能塊FB41和FB43,。新型PID算法的流程圖如圖4—1所示,。
5 結(jié)束語