应用研究
PID控制在冷切切割设备中的应用
王瑜
(沈阳理工大学辽宁沈阳110159)
数事执术每质用
摘要：本文介绍了由PLC实现PID)自适应控制.用PLC实现的PID自适应控制器应用于调速系统，控制精度高，而且经济可靠、抗干扰能力
强
关键词：PLC冷切切割设备变频器PID控制中图分类号：TP273.3
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)10-0054-01
在T程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例.积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。PID控制器就是根据系统的
误差，利用比例、积分、微分计算山控制量进行控制的。 1、设备的基本组成及原理
该设备主要是由人机交互界面HMI，可编程控制器，变频器及交流电机等四部分组成，设备的控制原理如图所示，用户通过人机交互界面输人配方数据，数据通过通讯端口传送至PLC，经PLC计克出速度。出PID所需要的给定值和过程变量均为工程量，在经过PC运算后，器要把这些参数进行数据归-化处理，将处理后的数据作为给定值进行PID整定。再将PID的输出值传送给变频器以驱动电机，同时，配置的旋转编码器可以精确的反馈出锯片的即时位置和速度的频率信号，反馈到PI.C，形成半闭环系统，通过PID过反馈数据的处理，即时对加工参数进行校正，从面得到精确稳定的
实际能出值
人港变互界至
计算绘定造康主程序并始
各阶股参数化调用定时申断中断服务程疗开始恢高准计致器流扫一化释序 PID控制程序编出转换程序编出脉冲到安更器中断释序结表
PID 控(器高速计款题
图1控制原理图
定能器电机晟转编码器
要来
物值E-+E*U+*0
果样U 编差E,=U,Uw-
新
主程序中其它控制理序
+
主程序结束
计算控制盟输出
Jx = Ux-+ + AEx+ BEk-+ + CE
Ex-1*+Eg-EgEx-UyUs-s
采样时间到否？
日图3单回路PID位置式算法流程图
图2PLC控制程序流程图 54
控制效果。
2、控制过程
在西门子S7200的CPU226型PLC中，采用PLC提供的定时中
断功能，其定时时间间隔通过SMB34设定，与PLC描周期无关，大
大提高了程序的响应速度。具体如图2所示： 3、控制过程中PID控制的实现
随着工业控制要求的不断发展，对电机速度控制的要求也越来越高，般都需要闭环控制以达到精确控制的目的，面PID即是闭环控制中的关键环节。PID控制可以实现输出值接近或等于设定值。也就是说，控制中的过程变量"设定值之间的差尽量小。
由于"PLC程序只能处理离散数字量，因此必须将连续方程化成离散形式的差分方程：
Uk = KEx + K,TZt E, + (Ex Ex-1)
式(1)
式中U为第k次采样的反馈值，T为采样周期，为比例系数，为积分系数，为微分系数。在编程过程中，为了节约PLC的存储空
间，使编程更加方便，可将上述公式化为递推形式：
Ux = Ux=- + AE + BEx + CEx2
式(2)
其中:A=Kp(1+K+Kp）;B=-Kp(1+2Kp) C=KpKp
另外，在编程设计中必须注意防止计算结果值澄出，以免造成控制失控，对于这种情况可做以下处理，如图2所示：
VD144
K32768
H>aD
图4防止计算结果溢出图示
4、结语
(STOP)
本系统采用PD控制方式实现对冷切切割设备的控制，灵活性强，可靠性高，控制精确。根据被控对象不间，也可以保用PI控制 PD控制等不同的形式，从面达到更好的控制效果。它不需要精确的
控制系统数学模型，有较强的适应性，且参数调整方便。参考文献
[1]西门子公司.西门子S7200编程手册[z].非京：西门子公司,2004[2]转兵欣,基于PLC的PID自适应控制器在调患系统中的应用[J] 工业仪表与自动化装置.2004(1).