【正文】 AI5Kp內(nèi)存整型Ti內(nèi)存整型Td內(nèi)存整型SP內(nèi)存整型U內(nèi)存整型PV內(nèi)存整型Kp1內(nèi)存整型Ti1內(nèi)存整型Td1內(nèi)存整型SP1內(nèi)存整型U1內(nèi)存整型PV1內(nèi)存整型頻率I/O實(shí)型D/AAO2 應(yīng)用程序If (流量SP){頻率=頻率+(KP/20+1)*1。流量=頻率+電磁閥55。PV=流量。U=頻率+30。}else{頻率=頻率(KP/20+1)*1。流量=頻率+電磁閥55。PV=流量。U=頻率+30。}If (液位1SP1){電磁閥=電磁閥+(KP/20+1)*1。液位1=電磁閥+流量30。PV1=液位1。U1=電磁閥+40。}else{電磁閥=電磁閥(KP/20+1)*1。液位1=流量+電磁閥30。PV1=液位1。U1=電磁閥+40。}if(液位1SP110){閥2=1。液位3=液位1+流量50。}else{閥2=0。液位3=液位33。} 動(dòng)畫連接首先根據(jù)系統(tǒng)流程圖在系統(tǒng)開發(fā)界面畫好組態(tài)圖面，然后對(duì)各個(gè)器件逐一完成動(dòng)畫連接，最后在工程瀏覽界面中的命令語(yǔ)言中輸入程序，即完成了動(dòng)畫。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先設(shè)定PID調(diào)節(jié)參數(shù)，根據(jù)要求設(shè)定給定值，觀察連接圖，根據(jù)需要調(diào)節(jié)PID參數(shù)。最給達(dá)到所要的穩(wěn)定的控制效果。 一、比例調(diào)節(jié)（P調(diào)節(jié)） 在P調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)u(t) 與偏差信號(hào)e(t) 成比例，即 u(t)=KIe(t) （） 式中Kc稱為比例增益（視情況可設(shè)置為正或負(fù)）, u(t) 為調(diào)節(jié)器的輸出，是對(duì)調(diào)節(jié)器起始值u(0) 的增量，u(0) 的大小可以通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)器的工作點(diǎn)加以改變。 在過(guò)程控制中習(xí)慣用比例增益的倒數(shù)表示調(diào)節(jié)器輸入與輸出之間的比例關(guān)系： ut=1δe(t) （）其中 δ 稱為比例帶。 比例調(diào)節(jié)的顯著特點(diǎn)就是有差調(diào)節(jié)。比例調(diào)節(jié)的余差隨著比例帶的加大而加大。從這一方面考慮，人們希望盡量減小比例帶。然而，減小比例帶就等于加大調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開環(huán)增益，其后果是導(dǎo)致系統(tǒng)激烈振蕩甚至不穩(wěn)定。穩(wěn)定性是任何閉環(huán)控制系統(tǒng)的首要要求，比例帶的設(shè)置必須保證系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定裕度。此時(shí)，如果余差過(guò)大，則需通過(guò)其它的途徑解決。 δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作幅度很小，因此被調(diào)量的變化比較平穩(wěn),甚至可以沒有超調(diào)，但余差很大，調(diào)節(jié)時(shí)間也很長(zhǎng)。減小δ就加大了調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作幅度，引起被調(diào)量來(lái)回波動(dòng)，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，余差相應(yīng)減小。 具有一個(gè)臨界值，此時(shí)系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊界的情況，進(jìn)一步減小 系統(tǒng)就不穩(wěn)定了。 二、積分調(diào)節(jié)( I 調(diào)節(jié)）的特點(diǎn) 在I調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)的變化速度du(t)/dt與偏差信號(hào)e成正比， 即： du(t)dt=KIe(t) （） 或 ut=KI0tetdt （） 式中KI稱為積分速度，可視情況取正值或負(fù)值。上式表明，調(diào)節(jié)器的輸出與偏差信號(hào)的積分成正比。 I調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是無(wú)差調(diào)節(jié)，與P調(diào)節(jié)的有差調(diào)節(jié)形成鮮明對(duì)比。式（）表明，只有當(dāng)被調(diào)量偏差e為零時(shí)，I調(diào)節(jié)器的輸出才會(huì)保持不變。然而與此同時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出卻可以停在任何數(shù)值。這意味著被控對(duì)象在負(fù)荷擾動(dòng)的調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束后，被調(diào)量沒有余差，而調(diào)節(jié)閥則可以停在新的負(fù)荷所要求的開度上。 I調(diào)節(jié)的另一特點(diǎn)是它的穩(wěn)定作用比P調(diào)節(jié)差。例如，根據(jù)奈氏穩(wěn)定判據(jù)可知，對(duì)于非自衡的被控對(duì)象采用P調(diào)節(jié)時(shí)，只要加大比例帶總可以使系統(tǒng)穩(wěn)定（除非被控對(duì)象含有一個(gè)以上的積分環(huán)節(jié)）；如果采用I調(diào)節(jié)則不可能得到穩(wěn)定的系統(tǒng)。對(duì)于同一個(gè)被控對(duì)象，采用I調(diào)節(jié)時(shí)其調(diào)節(jié)過(guò)程的進(jìn)行總比采用P調(diào)節(jié)時(shí)緩慢，表現(xiàn)在振蕩頻率較低。把它們各自在穩(wěn)定邊界上的振蕩頻率加以比較就可以知道，在穩(wěn)定邊界上若采用P調(diào)節(jié)則被控對(duì)象須提供180176。相角滯后。若采用I調(diào)節(jié)則被控對(duì)象只須提供90176。相角滯后。這就說(shuō)明用I調(diào)節(jié)取代P調(diào)節(jié)就會(huì)降低系統(tǒng)的振蕩頻率。采用I調(diào)節(jié)時(shí)，控制系統(tǒng)的開環(huán)增益與積分速度KI成正比。因此，增大積分速度將會(huì)降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過(guò)程。因?yàn)镵I愈大，則調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作愈快，就愈容易引起和加劇振蕩。但與此同時(shí)，振蕩頻率將愈來(lái)愈高，而最大動(dòng)態(tài)偏差則愈來(lái)愈小。被調(diào)量最后都沒有余差，這是I調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。三、比例積分調(diào)節(jié)（PI調(diào)節(jié)） PI調(diào)節(jié)就是綜合P、I兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，利用P調(diào)節(jié)快速抵消干擾的影響，同時(shí)利用I調(diào)節(jié)消除余差。它的調(diào)節(jié)規(guī)律為： ut=KIet+KI0te(t)dt ()或 ut=1δet+1TI0te(t)dt ()式中 為比例帶，可視情況取正值或負(fù)值； TI為積分時(shí)間。 δ和TI 是PI調(diào)節(jié)器的兩個(gè)重要參數(shù)。，它是由比例動(dòng)作和積分動(dòng)作兩部分組成的。在施加階躍輸入的瞬間，調(diào)節(jié)器立即輸出一個(gè)幅值為Δe/δ的階躍，然后以固定速度Δe/δTI變化。當(dāng)t=TI時(shí)，調(diào)節(jié)器的總輸出為2Δe/δ。這樣。還可以注意到，當(dāng)t=TI時(shí)，輸出的積分部分正好等于比例部分。由此可見，TI可以衡量積分部分在總輸出中所占的比重：TI愈小，積分部分所占的比重愈大。 PI調(diào)節(jié)器引入積分動(dòng)作帶來(lái)消除余差之好處的同時(shí)，卻降低了原有系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為保持控制系統(tǒng)原來(lái)的衰減率，PI調(diào)節(jié)器比例帶必須適當(dāng)加大，這樣會(huì)使調(diào)節(jié)時(shí)間ts增大，最大偏差也會(huì)增大。 四、微分調(diào)節(jié)的特點(diǎn) 比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)都是根據(jù)當(dāng)時(shí)偏差的方向和大小進(jìn)行調(diào)節(jié)的，而不管那時(shí)被控對(duì)象中流入量與流出量之間有多大的不平衡，而這個(gè)不平衡正決定著此后被調(diào)量將如何變化的趨勢(shì)。由于被調(diào)量的變化速度（包括其大小和方向）可以反映當(dāng)時(shí)或稍前一些時(shí)間流入、流出量之間的不平衡情況，因此，如果調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)被調(diào)量的變化速度來(lái)移動(dòng)調(diào)節(jié)閥，而不要等到被調(diào)量已經(jīng)出現(xiàn)較大偏差后才開始動(dòng)作，那么調(diào)節(jié)的效果將會(huì)更好，等于賦予調(diào)節(jié)器以某種程度的預(yù)見性，這種調(diào)節(jié)動(dòng)作稱為微分調(diào)節(jié)。此時(shí)調(diào)節(jié)器的輸出與被調(diào)量或其偏差對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)成正比，即 ut=KDde(t)dt ()因此微分調(diào)節(jié)只能起輔助的調(diào)節(jié)作用，它可以與其它調(diào)節(jié)動(dòng)作結(jié)合成PD和PID調(diào)節(jié)動(dòng)作。 五、比例積分微分調(diào)節(jié)（PID調(diào)節(jié)） PID調(diào)節(jié)器的動(dòng)作規(guī)律是 ut=KCe(t)+KI0tetdt+KDde(t)dt () 或 ut=1δet+1TI0te(t)dt+TDde(t)dt () 式中δ、TI和TD參數(shù)意義與PI、PD調(diào)節(jié)器相同。 根據(jù)液位—流量串級(jí)控制系統(tǒng)的原理，運(yùn)用組態(tài)王所提供的類似于C語(yǔ)言的程序編寫語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)PID控制算法。 本系統(tǒng)采用PID位置控制算式，其控制算式如下：uk=uk1+KP1+TTI+TDTekKP1+2TDTek1+KPTDTe(k2)=uk1+a0eka1ek1+a2e(k2) a0=KP(1+TTI+TDT) a1=KP(1+2TDT) a2=KPTDT 上述算式中，KP為比例系數(shù)，TI為積分時(shí)間，TD為微分時(shí)間，以u(píng)(k)作為計(jì)算機(jī)的當(dāng)前輸出值，以sp作為給定值，pv作為反饋值即AD設(shè)備的轉(zhuǎn)換值e(k)作為偏差。 PID控制算法流程圖結(jié)論經(jīng)過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的開發(fā)控制流程有了全面的了解，初步了解了PID控制規(guī)律在實(shí)際控制工程中的應(yīng)用，很好的做到了理論與實(shí)踐的結(jié)合，進(jìn)一步加深了對(duì)PID控制算法理解，除此之外，還對(duì)在實(shí)際工程中應(yīng)用極為廣泛的組態(tài)王軟件，這位我們以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我了解了工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的組成和一般的設(shè)計(jì)步驟。在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要有系統(tǒng)的控制方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中系統(tǒng)的控制方案在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中非常重要，所以要仔細(xì)認(rèn)真的設(shè)計(jì)，然后就是對(duì)各種傳感器和各個(gè)模塊的選擇，最后就是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中運(yùn)用了組態(tài)王這個(gè)組態(tài)軟件，借助這次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)組態(tài)王有了一定的了解，而且讓我對(duì)組態(tài)的相關(guān)知識(shí)有了一定的了解。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)工業(yè)過(guò)程控制有了更深的理解，理解了以前很多沒弄懂得東西。 參考文獻(xiàn) [1] ，2008年 [2] 陳夕松，：科學(xué)出版社，2005年 [3] :機(jī)械工業(yè)出版社，2000年 [4] 姜重然．工控軟件組態(tài)王簡(jiǎn)明教程[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007. [5]謝新民,具有專家系統(tǒng)的PID自適應(yīng)調(diào)節(jié)器[J]．自動(dòng)化與儀器儀表，1992(4)47.附錄 PID腳本程序 啟動(dòng)時(shí)： \\本站點(diǎn)\Ts=20。\\本站點(diǎn)\I=\\本站點(diǎn)\Ti/\\本站點(diǎn)\Ts。\\本站點(diǎn)\D=\\本站點(diǎn)\Td/\\本站點(diǎn)\Ts。\\本站點(diǎn)\ukp=0。\\本站點(diǎn)\uk1=0。\\本站點(diǎn)\ek1=0。\\本站點(diǎn)\ek11=0。\\本站點(diǎn)\ek12=0。運(yùn)行期間：if(\\本站點(diǎn)\自動(dòng)開關(guān)==1){ \\本站點(diǎn)\Ts=15。 \\本站點(diǎn)\I=\\本站點(diǎn)\Ti/\\本站點(diǎn)\Ts。 \\本站點(diǎn)\D=\\本站點(diǎn)\Td/\\本站點(diǎn)\Ts。 \\本站點(diǎn)\a0=\\本站點(diǎn)\P*(1+1/\\本站點(diǎn)\I+\\本站點(diǎn)\D)。 \\本站點(diǎn)\a1=\\本站點(diǎn)\P*(1+2*\\本站點(diǎn)\D)。 \\本站點(diǎn)\a2=\\本站點(diǎn)\P*\\本站點(diǎn)\D。 \\本站點(diǎn)\ek1=\\本站點(diǎn)\sp\\本站點(diǎn)\溫度。 \\本站點(diǎn)\ukp=\\本站點(diǎn)\a0*\\本站點(diǎn)\ek1\\本站點(diǎn)\a1*\\本站點(diǎn)\ek11+\\本站點(diǎn)\a2*\\本站點(diǎn)\ek12+\\本站點(diǎn)\uk11。 \\本站點(diǎn)\uk11=\\本站點(diǎn)\ukp。 \\本站點(diǎn)\ek12=\\本站點(diǎn)\ek11。 \\本站點(diǎn)\ek11=\\本站點(diǎn)\ek1。if(\\本站點(diǎn)\ukp1000) { if(\\本站點(diǎn)\ukp0) {\\本站點(diǎn)\uk1=0。 } else{\\本站點(diǎn)\uk1=\\本站點(diǎn)\ukp。 } } else{\\本站點(diǎn)\uk1=1000。}}關(guān)閉時(shí)：\\本站點(diǎn)\ukp=0。\\本站點(diǎn)\uk1=0。\\本站點(diǎn)\ek1=0。\\本站點(diǎn)\ek11=0。\\本站點(diǎn)\ek12=0。