基于PLC的烧结炉温度控制.pdfVIP

第27卷第2期 华东交通大学学报 、，01．27No．2 of 2010年4月 JournalEastChina JiaotongUniversity A0r．，2010 文章编号：1005．0523{2010}02-0078-．04 基于PLC的烧结炉温度控制 石晓瑛，许智榜 (华东交通大学电气与电子工程学院，江西南昌330013) 据已经建立的模糊语言变量赋值表和模糊控制规则，进行模糊推理和模糊判决，建立离线的模糊控制查询表，并给出电阻 炉温度模糊控制的相关程序。采用Fuzzy—PID复合控制，系统同时获得良好的动态性能和稳态性能。 关键词：模糊控制；Fuzzy—PID复合控制；FX2N一4AD—TC；FX2N一2DA 中图分类号：TP273．4 文献标识码：A 可编程控制器(PLC)作为新型的自动化控制装置以其高可靠性和编程灵活方便而深受广大技术人员 的欢迎。PLC内部含有多种运算指令，通过指令可进行各种运算，可完成16位或32位整数运算和浮点数 运算。利用PLC不仅可实现对输入和输出继电器的开关量控制，而且通过加装A／D、D／A转换模块，完成 温度数据采集并产生模拟输出控制信号来控制可控硅模块的导通量而实现对温度的控制。本文使用三菱 的限制，既发挥PLC的可靠、灵活、适应性强的特点，也大大提高控制系统的智能化程度…。 1控制策略 烧结炉温度是一个具有大滞后和时变性的控制对象，采用传统的PID控制方法，控制系统存在较大的 超调量和较长的调节时间。模糊控制作为新兴的智能控制方式得到快速发展。模糊控制(FUZZY)由模 糊控制器模拟人的思考判断方法，将人的经验控制策略改写为模糊控制规则，特别适用于具有非线性，大 滞后、强耦合特性的复杂系统。 模糊控制器以系统偏差e和偏差变化△e作为输入变量，基本结构如图l所示。偏差e=r—Y，r为 被控对象的给定值，，，为实测值，偏差变化率Ae=e。一et-1，其中，e。，e¨分别为当前时刻和前一个采样时 刻的偏差。E、AE分别为偏差e、偏差变化率Ae经过模糊量化后得到的量化输入，u为模糊控制算法得 出的模糊控制输出量，U解模糊化后得到实际输出M【2】。 图l模糊控制器结构 模糊控制的鲁棒性好，对纯滞后及被控对象的参数的变化不敏感，系统可以获得良好的动态性能，但 收稿日期．2009．11．20 作者简介：石晓瑛(1973一)，女，硕士，讲师，研究方向为智能控制。 万方数据 第2期 石晓瑛，等：基于PIE的烧结炉温度控制 79 是模糊控制器足以系统偏差e和偏差变化△e作为输入变鼍，缺少积分控制，容易产生稳态误差。为了满 足工业现场快速、稳定的温度控制要求，将模糊控制与PID控制结合，采用Fuzzy—PID复合控制，通过没定 卢(阈值)时切换到PID控制，消除静差，提高控制精度【31。 2系统硬件结构 V电压值，与锯齿 阻炉温度。调用控制子程序，得到控制量存人数据寄存器中，经FX2N一2DA输出0～10 波进行比较，产生触发信号，使双向晶闸管导通。 反馈 L Ⅳ 图2烧结炉温度控制系统模型 图3 PLC温控系统硬件结构图 3系统软件设计 3．1主程序 输出上、下限、比例系数郧、乃、7TD和采样周期7Ts进行参数设置。PIE温度控制系统主程序流程如图4所 示。首先开机设定各个参数初始值，定时采样时问(设为1s)到，读取温度值存人PIE的数据寄存器 D100，计算误差e和变化率△e，分别存入Dll0和Dl 制，而当e(t)p(阈值)时切换到PID控制，输H{控制量存人D120。 3．2 PIE模糊控制 模糊控制