论文部分内容阅读
在以PLC为控制系统的工业过程控制中,寻找到合适的PID参数是控制器投入运行的重要条件和前提之一。尽管有多种PID参数整定算法报道,但在工业现场投运前仍需进行一定的参数凑试。工业现场的控制器参数调试和整定过程,需要控制系统与被控过程相连,需要被控设备启动、生产过程运行,而且调试过程不可避免会对生产过程引入扰动。如果在实验室环境中提前对PLC控制软件中的PID参数进行调试实验,指导工业现场的调试过程,对于缩短现场调试时间、节省现场人力投入、减少调试风险、降低调试成本,具有相当重要的现实意义。本文依托国家科技支撑计划课题“选矿过程全流程先进控制技术”(2012BAF19G01),对在实验室环境下的PLC控制软件PID控制器参数调试实验方法进行了初步的探讨,并设计和开发了一种基于Rockwell PLC软件和MATLAB软件的PID参数调试实验平台,以期为PID现场调试工作提供有效的技术支撑。具体工作包括:1.在对PLC控制软件的参数整定技术进行综述的基础上,对PLC软件PID参数调试实验的问题要求和参数调试实验需求进行详细地讨论。2.针对工业过程中常见的大惯性、大滞后被控对象,研究了PLC软件中的PID参数与虚拟对象模型参数同步进行时间尺度变换的实验方法,可以有效地缩短调试时间。3.设计了基于人机交互的PID参数调试实验平台,该平台由虚拟对象模块、标签对接模块、时间尺度变换模块、性能指标判别模块、结果记录模块、人机界面模块、运行管理模块和通讯模块八个功能模块组成,可以模拟工业现场的参数调试过程,并自动生成调试实验报告。4.基于Rockwell公司PLC软件和MATLAB软件的开发环境,采用DDE和OPC通讯技术,开发了工业过程PID参数调试实验平台。5.以某铁选厂自动化工程的PLC回路控制程序作为案例,对本文提出的PID参数调试实验平台进行了应用验证,结果表明,借助于该实验平台,软件调试人员可以快速了解不同的PID参数对应的控制效果,有助于在现场调试期间缩短调试时间、节省现场人力投入、减少调试风险、降低调试成本。