智能PID算法在远程液位控制系统中的应用
摘要:本文介绍了利用可编程序控制器(PLC)实现的远程液位自动控制系统,详细论述了智能PID算法的控制规则,给出了由PLC完成其控制策略的硬件配置和软件实现方法。
Abstract:Thispaperprese
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关键词:智能PID控制规则PLC远程液位控制Keywords:I
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trol1、引言在工业过程控制系统中,目前采用最多的控制方式依然是PID控制。即使在美国、日本等工业发达国家,PID控制的使用率仍达90,可见PID控制在工业过程控制中占有异常重要的地位。PID控制技术经历了数十年的发展,从模拟PID控制发展到数字PID控制,技术不断完善与成熟。尤其近十多年来,随着微处理技术的发展,国内外对智能控制的理论研究和应用研究十分活跃,智能控制技术发展迅速,如专家控制、自适应控制、模糊控制等,现已成为工业过程控制的重要组成部分。智能控制与常规PID控制相结合,形成所谓智能PID控制,这种新型的控制方式已引起人们的普遍关注和极大兴趣,并已得到较为广泛的应用。本文介绍了一种应用于远程液位控制的智能PID控制算法,它有不依赖于系统控制对象精确模型的特点,有较好的鲁棒性。2、控制对象及特征某建材企业的生产用水以河水为水源,简单净化后经加压泵站输送到屋顶水池,然后由屋顶水池经自然落差送往生产车间。加压泵采用变频控制。系统框图如图1所示。
f为保证水池的水位维持在设定的位置,使加压泵输送到水池的水量与车间的用水量相一致,达到节电节水的目的,就必须根据用水量的变化及时调节加压泵的转速(即出水量)。然而由于屋顶水池与加压泵站的距离较远,从加压泵站给水量的增减到屋顶水池水位的变化,需经过长距离的输送管道,受管网压力、流量的影响,系统惯性大,滞后时间长,用常规的PID控制方式系统产生振荡,水位大范围波动不定。针对上述特征,采用可编程控制器实现的智能PID控制方案较好地解决了这一问题。
3、常规的PID控制通常闭环控制系统由控制器、执行部件、被控对象以及反馈检测元件几部分组成。原理框图如图2所示。
在闭环控制系统中,控制器是系统的核心,其控制算法决定了系统的控制特性和控制效果。控制器最常用的控制规律是PID控制。PID控制器是一种线性控制器,它根据给定值r(t)与实际输r