【正文】 動，而且又能改善過程特性。主要包括如何選取副被控參數(shù)、確定主、副回路的原則等問題。 在這里要注意(2)和(3)存在明顯的矛盾，將更多的擾動包括在副回路中有可能導致副回路的滯后過大，這就會影響到副回路的快速控制作用的發(fā)揮，因此，在實際系統(tǒng)的設計中要兼顧(2)和(3)的綜合。 2) 主、副調節(jié)器的控制規(guī)律的匹配、選擇 在串級控制系統(tǒng)中，主、副調節(jié)器的作用是不同的。各環(huán)節(jié)放大系數(shù)極性的正負是這樣規(guī)定的：對于調節(jié)器 ，當測量值增加，調節(jié)器的輸出也增加，則為負值（即正作用調節(jié)器）；反之，為正（即反作用調節(jié)器）。擴充比例度法適用于有自平衡特性的受控對象，是對連續(xù)時間PID控制器參數(shù)整定的臨界比例度法的擴充。[S3]：指定存放控制回路參數(shù)值的首地址，共占用25個數(shù)據(jù)寄存器，其選用范圍為D0D75，各元件存放的參數(shù)如下：[S3]：采樣時間（），取值范圍為132767（ms）。[S3]+6：微分時間常數(shù)（），032767（*100ms），為0時無微分。 BIT2輸出變化量（增方）超出。輸出=比例項+積分項+微分項其中： 是作為時間函數(shù)的回路輸出是回路增益是回路誤差(設定值和過程變量之間的差)是回路輸出的初始值為了能讓數(shù)字計算機處理這個控制算式，連續(xù)算式必須離散化為周期采樣偏差算式，才能用來計算輸出值。簡化算式是：輸出=比例項+積分項+微分項。二、回路輸出值轉換成刻度整數(shù)值回路輸出值一般是控制變量，比如，在汽車速度控制中，可以是油閥開度的設置。這個更新了的值用作下一次PID運算的輸入，當計算輸出值超過范圍()，那么積分項前值必須根據(jù)下列公式進行調整：當計算輸出或當計算輸出其中：是調整過的偏差的數(shù)值；是在采樣時間n時回路輸出的比例項的數(shù)值；是在采樣時間n時回路輸出的微分項的數(shù)值；是在采樣時間n時回路輸出的數(shù)值；這樣調整積分前值，一旦輸出回到范圍后，可以提高系統(tǒng)的響應性能。單相泵正常運行，打開閥1和閥2，打開上水箱的出水閥，電動調節(jié)閥以一定的開度來控制進入水箱的水流量，調節(jié)手段是通過將壓力變送器檢測到的電信號送入PLC中，經過A/D變換成數(shù)字信號，送入數(shù)字PID調節(jié)器中，經PID算法后將控制量經過D/A轉換成與電動調節(jié)閥開度相對應的電信號送入電動調節(jié)閥中控制通道中的水流量。 硬件設計系統(tǒng)硬件的設計包括檢測單元、執(zhí)行單元和控制單元的設計，他們互相聯(lián)系，組成一個完整的系統(tǒng)。執(zhí)行機構首先將來自調節(jié)器的信號轉變成推力或位移，對調節(jié)機構（調節(jié)閥）根據(jù)執(zhí)行機構的推力或位移，改變調節(jié)閥的閥芯或閥座間的流通面積，以達到最終調節(jié)被控介質的目的。控制單元是整個系統(tǒng)的心臟。比例調節(jié)器（a）（b） 比例調節(jié)器的實驗特性圖000 上水箱液位比例積分調節(jié)但本論文有許多不足之處，在PLC的編程方面做得不夠理想，希望大家指正。參考文獻[1]王樹青編著，《工業(yè)過程控制工程》，化學工業(yè)出版社，北京，2002[2]施仁、劉文江、鄭輯先編著，《自動儀表與過程控制》，電子工業(yè)出版社，北京1995[3]邵裕森編著，《過程控制及儀表》，上海交通大學出版社，上海，1997[4]王永初編著，《自動調節(jié)系統(tǒng)工程設計》，機械工業(yè)出版社，北京，1983年[5]黃俊飲編著，《靜、動態(tài)數(shù)學模型的實用建模過程》，機械工業(yè)出版社，北京，1988[6]金以慧編著，《過程控制》，青華大學出版社，北京，1993年[7]帥克寬等編著，《過程參數(shù)檢測》，中國計量出版社，北京，1990[8]尹宏業(yè)編著，《可編程控制器應用》，航天出版社，北京，1998[9]吳麗編著，《電氣控制與PLC實用教程》，黃河水利出版社，河南，2005[10]顧戰(zhàn)松編著，《可編程控制器原理及應用》，國防工業(yè)出版社，北京，1996[11]尤田涑編著，《參數(shù)檢測與過程控制》，浙江大學出版社，浙江，1997 論文原創(chuàng)性聲明本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)論文是在導師的指導下進行的設計（研究）工作及取得的成果，論文中引用他（她）人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標注出，論文中的結論和結果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學院或其它教育機構的學位或證書而使用其材料。對李老師的感激之情是無法用言語表達的。當輸入信號為階躍號時， 所示?，F(xiàn)在以上水箱的液位控制系統(tǒng)為例。電動執(zhí)行機構的組成框圖。液位變送器分為浮力式、靜壓力式、電容式、應變式、超聲波式、激光式、放射性式等。主回路和副回路結合有效地抑制環(huán)境的擾動。在實際運用中，這樣做的目的是找到由于積分項前值引起的問題。因此回路表中的這些變量只能被PID指令讀而不能被改寫。微分項是當前采樣和前一次采樣的函數(shù)，比例項僅是當前采樣的函數(shù)。當X0=ON時執(zhí)行PID指令，把PID控制回路的設定值存放在D100D124這25個數(shù)據(jù)寄存器中，對[S2]的當前值（D1）和（S1）的設定值（D0）進行比較，通過PID回路處理數(shù)值之間的偏差后計算出一個調節(jié)值，此調節(jié)值存入目標操作數(shù)D150中。[S3]+22：輸出變化量（增方）報警設定值，032767。[S3]+2：輸入濾波常數(shù)，099%。 三菱FX2系列PLC中PID指令的使用比例積分微分指令即PID指令其指令格式如下：FNC88 PID 操作數(shù)：[S1]、[S2]、[S3][D]：全部用數(shù)據(jù)寄存器D。這時去掉積分作用和微分作用，將控制選擇為純比例控制器，構成閉環(huán)運行。，由于副回路可以簡化成一個正作用方式環(huán)節(jié)，主對象作用方式為正，主測量變送環(huán)節(jié)為正。如果引入 I 控制，會延長控制過程，減弱副回路的快速控制作用；也沒有必要引入 D控制，因為副回路采用 P控制已經起到了快速控制作用，引入D控制會使調節(jié)閥的動作過大，不利于整個系統(tǒng)的控制。如果所有的擾動都包括在副回路中，主調節(jié)器也就失去了控制作用。 (2) 將更多的擾動包括在副回路中。三、提高了系統(tǒng)的工作頻率。整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。比例積分微分調節(jié)又稱PID調節(jié)，它可由下式表示： （34）PID調節(jié)中，有三個調節(jié)參數(shù)，就是比例度P、積分時間、微分時間。微分調節(jié)的作用主要是用來克服被調參數(shù)的容量滯后。比例調節(jié)作用雖然及時、作用強，但是有余差存在，被調參數(shù)不能完全回復到給定值，調節(jié)精度不高，所以有時稱比例調節(jié)為“粗調”。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)（System with Steadystate Error）。當被控對象的結構和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經驗和現(xiàn)場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。容量時延可用作圖法求得，即通過響應曲線的拐點D作切線，與時間 無自衡能力的雙容過程ttt軸相交與A，與相交與C，C點在時間軸上的投影B，OA即為容量時延時間，AB即為過程的時間常數(shù)T?，F(xiàn)在，以具有自衡能力的雙容過程為例，來討論其建立數(shù)學模型的方法。介紹其建模方法。從上述分析可知，液阻不但影響過程的時間常數(shù)，而且還影響過程的放大系數(shù)，而容量系數(shù)C僅影響過程的時間常數(shù)。為了求單容過程的數(shù)學模型，需消去中間變量。一、自衡過程的建摸所謂自衡過程，是指過程在擾動作用下，其平衡狀態(tài)被破壞后，不需要操作人員或儀表等干預，依靠起自身重新恢復平衡的過程。輸出方式有三種：繼電器方式、晶體管方式和晶閘管方式。用掃描方式接受現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)，并存入映像寄存器。二、在液位控制系統(tǒng)中，調節(jié)閥是否與所控制的液體發(fā)生化學反應等，直接的影響到控制結果。隨著現(xiàn)在工業(yè)控制的要求越來越高，一般的自動化控制已經也不能夠滿足工業(yè)生產控制的需求，所以我們就又引入了可編程邏輯控制（又稱PLC）。70年代以來，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產的迅猛發(fā)展，儀表與硬件的開發(fā)，微型機算計的開發(fā)應用，使生產過程自動化的發(fā)展達到了一個新的水平。尤其是近年來，過程控制技術發(fā)展更為迅速?？梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。關鍵詞：FX2系列PLC，控制對象特性，PID控制算法，擴充臨界比例法，PID指令，實驗。The liquid level control system based on PLCABSTRACTThe subject of graduation design is based on PLC, liquid level control system design. In the desi