简介
可编程逻辑控制器 (PLC) 串级 PID（比例积分微分）程序是一种高级控制策略，可在要求苛刻的工业应用中实现高精度的流程控制。串级 PID 结构将两个或多个 PID 控制器级联连接，从而实现对复杂流程的有效控制。
串级 PID 程序的基本原理
串级 PID 程序由以下主要组件组成：
- 主 PID 控制器：监控过程变量 (PV) 并将其与设定点进行比较。它产生一个误差信号，用于驱动过程输出。
- 从 PID 控制器：监控中间变量 (MV)，通常是主 PID 控制器输出。它产生一个来自主 PID 控制器输出的纠正信号，以消除误差。
串级结构允许主 PID 控制器对慢变化的过程进行粗略控制，而从 PID 控制器则对快速变化进行精细控制。这使得该程序能够同时处理长期和短期波动，从而提高控制精度。
串级 PID 程序的优势
串级 PID 程序具有以下优势：
- 提高控制精度：通过在不同的时间尺度上进行控制，串级程序可以实现比单 PID 控制器更高的控制精度。
- 增强鲁棒性：串级结构可以降低过程扰动的影响，并提高控制系统的稳定性。
- 改进响应时间：通过从 PID 控制器对快速变化进行补偿，串级程序可以缩短响应时间。
- 减少能耗：通过优化过程输出，串级程序可以减少能耗和提高效率。
在 PLC 中实现串级 PID 程序
在 PLC 中实现串级 PID 程序涉及以下步骤：
- 创建 PID 程序：使用 PLC 编程软件创建主和从 PID 控制器程序。
- 配置 PID 程序：根据过程特性配置 PID 控制器参数，例如比例、积分和微分增益。
- 连接 PID 程序：将主 PID 控制器输出连接到从 PID 控制器输入。
- 测试和调整：测试程序并根据需要调整 PID 控制器参数以优化性能。
示例 PLC 串级 PID 程序
以下是使用 Allen-Bradley PLC 500 系列实现的串级 PID 程序示例代码：
// 主 PID 控制器程序
LDI PV // 加载过程变量
SUB SP // 减去设定点
MUL Kp // 乘以比例增益
ACD INT // 累加积分项
DIV T // 除以采样时间
STL OI // 存储输出项// 从 PID 控制器程序
LDI OI // 加载主 PID 控制器输出
SUB MV // 减去中间变量
MUL Kc // 乘以比例增益
ACD INTc // 累加积分项
DIV Tc // 除以采样时间
STL OB // 存储输出项
应用
串级 PID 程序广泛用于各种工业应用中，包括：
- 过程温度控制
- 流量控制
- 压力控制
- 位置控制
- 机器人控制
结论
PLC 串级 PID 程序是高级流程控制的有效解决方案，可提供出色的控制精度、鲁棒性和响应时间。通过利用串级结构，可以在 PLC 中轻松实现该程序，从而提高工业应用的性能和效率。
直进式拉丝机的工作原理直进式拉丝机的工作原理，就是控制各卷筒的金属秒流量时刻相等。 直进式拉丝机在钢丝拉拔过程中，钢丝从一个卷筒上缠绕一定圈数后，经过调谐辊进入下一道拉丝模，由于拉丝模的不均匀磨损、电机速度的波动或其他原因，破坏金属秒流量的平衡，势必引起钢丝张力的变化，这种变化反映为调谐辊的小辐摆动，位移电流传感器将调谐辊的摆动位移量转化为电信号，通过数据采集A/D板传递到PLC，经算法模型运算，其输出值通过数据采集D/A板传递给变频器，调节变频器的速度给定值，达到前后卷筒速度匹配的目的。 成品卷筒的转速为领航速度，是控制整台设备速度的灵魂，起着承前启后的作用，以成品卷筒的调谐辊来控制前一级卷筒的速度，再以前一级卷筒的调谐辊来控制再前一级卷筒的速度，依此向前类推。 而后面工字轮收线机和象鼻式收线机也是以成品卷筒速度为基准，通过成品卷筒与工字轮收线机之间的张力控制机构的位移传感器，使收线机的收线速度时刻与成品速度相匹配，最终秒流量相等。
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