随着可编程控制器智能化的迅速,各种控制算法的相对完善,现在的可编程控制器基本上都带有PID模块功能。其内置的PID模块一般是通过软件固化而实现的,也有的PID模块是通过硬件实现的。不管采用哪种可编程控制器,其控制原理和工作过程基本上是一致的,都必须有模拟量输入模块和模拟量输出模块。其硬件部分包括一台能扩充模拟量输入输出模块的,具有连网通讯功能的可编程控制器(CPU芯片、输入输出电路、内存及电源)、一个模拟量输入单元和一个模拟量输出单元,开关量输入和开关量输出可以利用可编程控制器的基本单元上的输入、输出位。
4、啤酒发酵控制系统软件设计
浅谈开发啤酒灌的装机酒缸液位控制系统 利用可编程控制实现生产过程的闭环控制,和其它控制方式一样,应参加用户程序的巡回扫描,在取得采样参数后按照PID运算予以处理,并将有关结果输出以实现控制作用。
5、PID液位闭环控制的仿真及参数整定
PID控制算式的参数整定主要是确定采样周期、KP、Ki、K。的取值,在PID调节过程中,系统的参数K,、K,、Kd的取值直接影响到控制效果的好坏,PID控制算式的参数主要取决于被控对象的特性以及对控制系统动态与静态性能的要求。在自动控制理论中,PID控制参数的整定方法很多,常见的整定方法有试凑法、阶跃曲线法等,但这些参数整定方法耗时较长。随着机仿真技术的发展,各种仿真软件的应用,为PID参数的整定提供了方便。利用动态仿真软件MATLAB的SIMUL工NK模块仿真技术可以对系统的情况进行仿真,并通过对仿真结果的观察,找准控制的最佳结果,得到各控制参数的最佳值,即完成系统参数的整定工作。
利用控制系统仿真软件MATLAB中的SIMUL工NK提供的子模块及在其环境下编写S函数的方法。可得出系统的控制模型如图所示。
在该系统仿真模块创建过程中,假定该全自动灌装压盖机酒缸的液位设定值为250mm,该系统的其它控制参数处于正常的情况下。该控制系统由三大部分组成,即PID调节模块(采用了传统PID的调节方式,SIMULINK工具包中的P功仿真模块设置而成)、一个VALVE模块(用来给定闭环比例阀的预开口量,包含了一些内部比较信息)、一个系统被控对象的传递函数模块(包含了该系统特有的信息,也是液位P功控制过程设计的核心所在)。在仿真设计过程中,采用了变步长的仿真方法,仿真范围是0-10秒。通过示波器可观察到控制器输出的波形,也可将数据存储到MATLAB的工作空间work印ace中,再利用绘图命令plot画出输出曲线,是对某种型号全自动灌装压盖机酒缸液位用PID调节液位的所得到的仿真曲线。(Kp=10,K:=0.5,Kd=3)
由输出曲线可以看出系统在很短的时间内就趋于稳定,因此采用PID调节来控制全自动灌装压盖机酒缸的液位是切实可行的。本文应用做TLAB软件仿真设计啤酒灌装机酒缸液位的P功控制,其结果还可以表明:采用MATLAB软件的S工MULINK仿真设计可以取代烦琐的反复实验和整定,缩短设计周期、提高设计精度。这对于提高啤酒灌装机的灌装精度,保证啤酒自动包装生产线的平稳运行具有深远的意义。浅谈开发啤酒灌的装机酒缸液位控制系统
6、结论
采用PID控制液位的方法有利于在啤酒包装生产线控制管理系统上直接用组态的方式,利用组态软件提供的PID模块,将现场I/O站上采集的液位实时数据传递给上位机监控系统,并加以控制,有利于实现整个啤酒包装生产线的集散控制。浅谈开发啤酒灌的装机酒缸液位控制系统
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