锅炉温度模糊 PID 控制系统及组态界面设计-论文.pdf

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1、《工业控制计算机}2014年第27卷第8期15锅炉温度模糊PID控制系统及组态界面设计DesignofBoilerTemperatureFuzzyPIDControlSystemandConfigurationInterface何慧娟’，王雷’，孙涛(1数控和伺服驱动技术安徽省重点实验室，安徽芜湖241000；2安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000)摘要工控组态软件MCGS(MonitorandControIGeneratedSystem)能够提供友好的人机交互界面以及强大的通讯功能，但是

2、计算能力不强，很难实现一些复杂的控制策略。运用Matlab和VB的跨平台编程技术来开发控制策略；在MAT_LAB中编写模糊自适应PID算法并生成COM组件；在VB集成开发环境中调用该组件；通过接口程序嵌入MCGS组态软件中。实现了对过程工业对象锅炉温度的智能控制算法、现场信号和监控之间的有机结合，系统控制质量明显提高。关键词：组态软件，模糊PID，Matlab，COM组件，锅炉温度控制AbstractTheindustrialcontrolconfigurationsoftwareMCGSisnotstr

3、ongincomputingpower，anditisdificulttousesomecomplexcontrolstrategies．Inthispaper，thecontrolstrategiesaredevelopedbyusingtrans-platformprogrammingtechnolo—gYwiththecombinationofMatlabandVB．ThefuzzyadaptivePIDalgorithmiswriReninMATLABandgeneratedaCOMcompone

4、nt，thencallthecomponentinVBintegrateddevelopmentenvironment．Finally，itisembeddedtoMCGSconfigurationsoftwarethroughtheinterfaceprogram．Keywords：cOnfiguratiOnsoftwareFuzzyPID，Matlab，COMcomponent，boilertemperaturecontrol在实际工业生产过程中，PID控制仍然是最常见的控制算输出交流电压用来控制电加

5、热器的端电压，从而实现锅炉温度法，但参数整定和优化主要靠现场技术人员手工调整，控制效果的连续控制。的好坏很大程度上依赖技术人员的经验和水平，此方法必然存给T在较大局限性。因此，采用有效的智能控制算法一直是控制的核心问题。组态软件其控制算法功能比较缺乏，往往只能实现独立的单回路PID调节和开关量的时序控制，对整个系统多参数综合优化控制问题二次开发图2控制系统功能方块圈困难，如何利用更好的算2模糊PID控制策略及数据交换法开发工具，与工业软件(1)模糊自适应PID算法Matlab实现结合起来以实现更加复杂本文

6、利用模糊PID控制器的模糊规则和推理来对PID参的过程控制，把现有的成数进行自调整，结构如图3所示，以误差和误差变化率作为控制熟控制算法很快地应用到器输入信号，利用模糊规则对k口、k．、k三个参数进行在线修改。现场，是一个需要急切解决的问题。本文将高级控制算法模糊自适应PID运用到工控组态软件中，实现对过程工业对象锅炉温度的控制算法、现场信号和监控之间的有机结合。结果证明，系统控制质量图1系统结构图图3模糊PID算法结构图明显提高。在Matlab中使用m语言编写算法，部分程序如下：1控制系统硬件组成cle

7、arall以实验设备中的锅炉为被控对象，系统结构如图1，控制系a=newfis(fuzzypid)：％参数e的论域及隶属函数定义统功能方块图如图2。温度变送器将温度采样值经过A／D采样a=addvar(a,"input，e，[-3．3】)：输入单片机中央控制单元，采样值与温度设定值同时送人算法a=addmf(a,"input',1，NB，zmf，[-3，-1】)：子程序进行运算得到输出4-20mA标准电流控制信号，采用三a=addmf(a，input',1，NM．mf，[-3，-2。0])：相可控硅移相触

8、发装置，其移相触发角与输入控制电流成正比，a=addmf(a，input．1，NS，trimf，[-3，-1，1】)；安徽工程大学青年基金(2012YQ29)；安徽省自然科学基金(12O8085QE94)；国家自然科学基金(51106001)