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PLC控制系統(tǒng)在氣體調(diào)節(jié)中的應(yīng)用
       導(dǎo)讀： PLC采用Siemens公司生產(chǎn)的S7-300系列，由于現(xiàn)場的PLC系統(tǒng)與主控室的上位機(jī)距離較遠(yuǎn)（800米左右），因此通訊系統(tǒng)需成對加裝RS-485中繼器，另外在現(xiàn)場增加TP27-10//觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3 軟件設(shè)計

　　根據(jù)該系統(tǒng)具體情況，PLC系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中著重要考慮的是以下幾個方面：

　?。?） 數(shù)據(jù)采集及工程量轉(zhuǎn)換

　?。?） PID算法

　?。?） 流量溫壓補(bǔ)償計算以及流量的累積計算

　　對于系統(tǒng)中的邏輯控制選用梯形圖（LADDER）編程，直觀、方便;對于PID回路控制流量溫壓補(bǔ)償計算以及流量的累積計算部分則采用語句表（STL）編程，結(jié)構(gòu)緊湊而又靈活。

　　PID調(diào)節(jié)是該系統(tǒng)中最為重要的控制程序，因此特將PID算法作一重點(diǎn)介紹。

　　3.1 PID算法

　　STEP7提供了兩種常用的PID算法：連續(xù)型PID（FB41）和離散型PID（FB42），根據(jù)實(shí)際要求，選用的是FB41。并在組態(tài)王中使用畫圖功能模擬一個PID調(diào)節(jié)器的操作面板，完成PID調(diào)節(jié)控制中的手/自動切換、給定值輸入、手動輸出值輸入、PID參數(shù)（比例系數(shù)、積分時間）輸入等功能。

　　PID算法的輸出實(shí)際上是比例（P）、積分（I）、微分（D）三部分作用之和：

　　Mn=MPn+MIn+MDn

　　MPn = GAIN（SPn- PVn）

　　MPn = GAIN  TS/ TI（SPn-PVn）+ MX

　　MDn = GAIN  TD/ TS（PVn-1-PVn）

　　Mn：第n次采樣時刻的輸出值。

　　MPn：第n次采樣時刻的比例作用，與偏差成正比。

　　MIn：第n次采樣時刻的積分作用，可以消除靜差，提高控制品質(zhì)。

　　MDn：第n次采樣時刻的微分作用，根據(jù)差值的變化率調(diào)節(jié)，可抑制超調(diào)。SPn：第n次采樣時刻的設(shè)定值。

　　PVn：第n次采樣時刻的過程值。

　　MX：第n-1次采樣時刻的積分作用，每次采樣計算后自動刷新。

　　GAIN：回路增益，P參數(shù)。

　　TI：積分時間常數(shù)，即I參數(shù)。

　　TI：微分時間常數(shù)，即D參數(shù)。

　　TS：采樣時間。

　　從上面的公式中可以看出，參數(shù)P（GAIN）與P、I、D作用都是成正比的，它決定了PID回路的靈敏度，即調(diào)節(jié)速度的快慢;I參數(shù)越大，積分作用越弱，而D參數(shù)越大，微分作用越強(qiáng)。不能單靠理論計算來確定PID參數(shù)，唯一的衡量標(biāo)準(zhǔn)就是被控參數(shù)（壓力）的精度和穩(wěn)定度，所以在實(shí)際調(diào)試中，都是參照被控參數(shù)的實(shí)時曲線，反復(fù)觀察分析，從而達(dá)到最佳的控制效果。

4 采用該系統(tǒng)的意義

　　（1）計算機(jī)化管理使得系統(tǒng)信息儲存量大，數(shù)據(jù)采集與反饋及時、準(zhǔn)確，系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)長期保存，有利于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歷史查詢和故障的即時排除;

　?。?）該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，通過計算機(jī)顯示與控制，提高了過程自動化的程度，可實(shí)現(xiàn)無人調(diào)節(jié)操作，減少了操作環(huán)節(jié)，降低了運(yùn)行成本，使系統(tǒng)的管理和控制上了一個新臺階。

5 結(jié)束語

　　該系統(tǒng)自2005年7月投入運(yùn)行后，工作穩(wěn)定、可靠，成功地實(shí)現(xiàn)了全部控制功能，取得了比較好的控制效果，達(dá)到了預(yù)期的控制指標(biāo)。