开关式放液液位控制系统plc超前修正pid控制方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com铷I訇化开关式放液液位控制系统的PLC超前修正PID控制方法APLCadvancedadjustingPIDcontrolmethodofswitchtypetapvalvelevelcontrolsystem申辉阳。，申栋梁SHENHui—yang。．SHENDong．1iang(1．广东机电职业技术学院电气工程学院，广州510515；2．邵阳纺织机械有限责任公司。~I]Plt422000)摘要：本文提出了利用PLC进行开关式放液液位控制系统的超前修正PID控制方法，采取超前修正PID的

2、输出及中间运算值，能实现在PID调节器比例作用和积分作用都很强的情况下也可避免系统超调，实践证明该控制方案在性能指标如超调量、稳定时间和稳态误差等方面，取得了较为满意的结果。关键词：液位控制；可编程控制器；PID控制；控制方法中国分类号：TP29文献标识码：B文章编号：1009—0134(2012)4(下)一0066—03Doi：10．3969／J．issn．1009—0134．2012．4(下)．190引言某液位控制系统如图1所示。放液由电磁阀控制，通过对电磁阀的控制来控制放液阀的开闭，放液电磁阀是开关阀，因此称为开关式放

3、液系统。当放液阀打开时，储液罐内液体经放液口放出，要求通过控制放液阀的开启来精确控制放出液体的高度，这种液位控制系统称为开关式放液液位放控制系统。放液和补液不同时工作，在放液时，图1液位控制系统示意图抽液泵不工作，当放液完后，液位低于某个值时lx006①H卜{⑧⑧⑤I抽液泵工作向储液罐补充原液。所以这种控制系lPIDD20D30D600DI50]I统又是封闭式液位控制系统。目标值sV测定制PV参数输出值MVl图1所示系统，压力传感器装在放液管道上，图2FX系~JPLC的PID指令放液时对压力传感器的影响很大。液位是靠压力(3

4、+24)：PID参数；D：输出值MV。传感器检测的，理论上压力传感器的输出信号与s3一S(3+24)参数如下：液位高度成正比，放液阀关闭没有放液时，压力S3：采用时间Ts信号能正确的反映液位高度，但在放液过程中，S3+l：动作方向ACT由于液体的流动对压力产生影响，压力信号不能S3+2：输入滤波常数O【正确的反映液位高度，也就是，放液时压力传感S3+3：比例增益Kp器反映的液位高度是要远远低于液位的实际高度，S3+4：积分时间TI这势必会影响到控制系统。S3+5：微分增益KD液位控制通常采用PID控制⋯，本文采用三菱S3+6

5、：微分时间TDFX系列PLC的PID功能，对这类控制系统提出超s3+7一s3+19：P[D运算的内部处理占用前修正PID控制方法可以达到很好的控制效果。S3+20：输入变化量上限报警设定值1PLC的PID指令S3+21：输入变化量下限报警设定值三菱FX系列PLC为例，PLC的P[D指令$3+22：输出变化量上限报警设定值如图2所示。S3+23：输出变化量下限报警设定值Sl：设定目标值SV；S2：测量值PV；S3~S$3+24：报警输出设置收稿日期：2011-09-26作者简介：申辉阳(1970一)，男，副教授，高级工程师，硕

6、士，研究方向为自动控制。【66】第34卷第4期2012—4(下)学兔兔www.xuetutu.com务l造訇化2通用PID控制数对系统性能的影响非常敏感，比例常数过大，很容易导致超调，比例常数过小调节时间过长；2．1控制时序积分时间过大，调节时问长，积分时间过小易超放液阀是开关阀，要么开，要么关，无法调调。采用这种通用的PID控制系统性能不理想。节开度的大小。要实现放液流量的调节可以采用为了提高系统的性能，可以采取超前修正PID控定频调宽模式控制，控制放液电磁阀在规定的时制。传感器的精度也会影响控制系统性能，直接间周期内导通

7、的时间来实现流量的控制。如果设影响系统的稳定性，导致测量值和显示值的跳动，定周期为4秒，用D160的值控制每个周期中放液这些是～D转换的临界值引起的。阀导通的时间，则放液阀的控制时序如图3所示。2．3传感器测量值防跳动处理方法D160~lms(ON时间)压力传感器将压力型号转换为液位高度信号，I●．由于PLC的A／D转换器的精度限制，当A／D转换器的数值相差1，换成液位高度值就不一定是4(4000ms)：4秒(4000ms)：秒(4000ms)1，可能相差3mm，液位稳定后，采集到的压力信周期。周期·周期号在上下相差1的两个

8、值之间跳动是正常的，由图3放液电磁阀控制时序图于精度的限制，液位的显示值就会在相差3mm的两个值之间跳动，给用户感觉很不好，同时也会2．2通用PID控制程序影响到控制精度，采用平均值滤波处理，就可以可以用PLC的PID指令来实现每个周期内导解决传感器检测值的跳动问题。平均值处理程序通时间的