基于积分分离PID算法的恒压供水系统设计.pdf

《基于积分分离PID算法的恒压供水系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、自DOh10．3969／j．issn．1009-9492．2014．11．028基于积分分离PID算法的恒压供水系统设计张墩利，周国栋f湖南广播电视大学机电工程系，湖南长沙410004)摘要：为提高恒压供水设备的水压精度，采用积分分离PID算法实现水箱的恒压控制，实际测试表明，该控制系统运行稳定，调节精度高，鲁棒性好，达到了设计要求。关键词：PID；恒压控制；PLC中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1009—9492f2014)11—0105一O3AConstantPressureWaterSupplySystemBa

2、sedonIntegralSeparationPIDAlgorithmZHANGDun-li，ZH0UGuo—dong(HunanRadioandTVUniversity，MechanicalandElectricalDepartment，Changsha410004，China)Abstract：Forimprovingthepressureaccuracy，thepaperintroducesaconstantpressurewatersupplysystembasedonintegralseparationPIDalgor

3、ithm．Theactualtestsindicatethatthenewcontrolsystemrunsstablywithhighadjustmentandstrongrobustness．Itmeetsthedemandsofdesign．Keywords：PID；constantpressurecontrol：PLCO引言1硬件系统传统的PID控制水箱水位调节精度低，鲁棒水箱需要维持一定的水位(例如75％水位高性差。模糊控制、神经网络控制、多模态的水箱度)，该水箱的水以变化的速度流出，这就需要一水位等控制算法复杂，实现

4、困难，不容易在PLC个用变频器控制的电动机拖动水泵供水。当出水使用。。本文采用积分分离PID控制算法，编程量增大时，变频器输出频率提高，使电动机升简单，实现方便，易于在PLC中实现。速，增加供水量；反之电动机降速，减少供水量，始终维持水位不变化。该系统称为恒压供水水泵系统(如图1所示)。电动该系统的PLC输入输出如表1所示，供水系统控制电路图如图2所示。2积分分离的PID控制算法传统PID控制算法中，积分环节的主要作用是可以消除系统的静态误差，提高控制精度。但积分环节的主要问题是在启动、结束或大幅度变压力传感器化输出值时，会造成

5、系统输出在短时间内输出过大，可能超过系统承受范围而引发控制失效，也图1恒压供水系统示意图可能造成后续控制过程超调严重，甚至引起系统收稿日期：2014—05—25匮盈丑l自动化(3)当系统误差lerror(k)<~J时，使用PID控表1PkC系统IO地址分配表制，以确保系统控制精度。积分分离控制算法表示为公式(1)所示。启动errDr+d(error(k)一error(k一1))／r停止JJeror(k)J≤主电u路(跳=闸2kperror(k)+Ji}d(error(k)一error(k一1))／71+控制电路跳闸l。kiZer

6、or(j)T{errorI>变频器故障LJ=0(1)3PLC控制程序(1)水位控制主程序过程如下，开机调用子程序SBR一0对PID参数进行初始化。当按下启动按钮IO．0，电动机QO．0启动并自锁。当按下停止按钮10．1，电动机QO．0停止并解除自锁。将过程变量VD100乘以100．0，取整然后转换为整数送VW510进行显示。正常工作时，主电路空气开关QF1合闸，其常闭触电断开，10-3没有输入，一压力传感器旦跳闸，QF1常闭触点接通，10．3有输入，使L+0-10V一+Il一24VM11．0为1。当变频器发生故障，变频器的K12

7、与——L．K14接通，10．5有输入，使M11．2为1。当发生离触摸屏Qr，z散量报警故障(MWIO不等于0)时，M20．0有输出，M20．0常闭触点断开，Q0．0断电，电动机停10．010．110．310．410．5电。S7．20oCPU224AC／I)C，RLYEM235L1NILQo．0M0VO控制主程序如下：LDSM0．1NCALLSBRO：SBRO_220VLDIO．0LOM0．O图2恒压供水系统PLC硬件接线图OQO．oANIO．1震荡，在实际生产中，这些问题都可能带来严重ANM0．1后果。ANM20．O积分分离控制

8、算法的设计思想是：当系统目=QO．o标值和实际输出值偏差较大时，取消积分环节，LDSM0．O以避免以上问题的出现；当控制量接近设定值MOVRVD1O0，VD500时，引入积分控制，以消除系统静态误差，提高AEN0系统控制精度。其详细实现过程如下：R100．0．V