5前馈控制和比值控制总结.ppt

南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计 S7-300 PLC中锅炉流量-温度前馈反馈控制设计 姓 　 名： 王洋洋 指导老师 ： 殷华文 本次设计的中心思想 在夹套锅炉内胆水温度控制中，内胆水温为主控制对象，其本身具有较大的滞后，夹套冷却水是系统的主扰动量。因此一点少量的流量扰动即会对内胆温度产生影响。由于流量为小惯性对象，流量扰动容易测量而不易控制。正因为流量扰动的这个特性我们可以用前馈补偿来消除它对主控变量的影响。温度控制我们用S7-300 PLC中的FB41 PID模块来控制，而前馈补偿叠加在PID运算中。再通过FB43将FB41的输出转换成时间比例脉冲从而控制加热丝，实现温度前馈反馈控制。 一、本次设计相关基础知识 （1）反馈控制系统：是根据被控量与给定值的偏差工作的,最后达到消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据.又称闭环控制系统。是过控系统中最基本的一种。简称FBC（Feed Back Control） 特点 ：对各种扰动均有校正作用。但存在时滞问题，即从发现偏差到采取更正措施之间有时间延迟现象，在进行更正的时候，实际情况可能已经有了很大的变化，而且往往是损失已经造成了。 （2） 前馈控制系统：是按照干扰量的变化来补偿其对被控变量的影响，从而达到被控量完全不受干扰影响的控制方式称为前馈控制，简称FFC（Feed Forward Control），这种控制是一种开环控制。 特点 ：基于扰动来消除扰动对被控量的影响；动作“及时” ；但由于前馈控制是一种开环控制,对于补偿的效果没有检验的手段。这样在前馈作用的控制结果并没有最后消除被控变量偏差时，系统无法得到这一信息而做进一步的校正，所以在实际生产过程中是不能单独应用的。 二、系统设计 （1）设计思想： 为了使控制系统能达到控制要求，在该系统中可综合反馈控制和前馈控制两者的优点。将两者结合起来使用，构成前馈反馈控制系统。 将反馈控制不易克服的主要干扰进行前馈控制，这样，既发挥了前馈校正及时的特点，又保持了反馈控制能克服多种干扰并对被控变量始终给与检验的优点。 （2）设计原理： 前馈反馈控制原理图 三 系统组成部分： 四 S7-300 PLC 程序设计 1.　模拟信号的采集： 3.　对流量信号的前馈补偿： 4.信号输出处理： 在FB41中采用数据块寻址的方式，具体参数地址见DB41数据块，MD12为前馈补偿的引入，LMN端为PID运算的输出这个输出为0~100的浮点数。 接下来要将FB41的输出接入脉冲发生器FB43转换成脉冲序列控制继电器的通断。继电器通断控制接触器，从而通过接触器控制加热丝的通断。 DB41.DBD72为FB43的输入，Q0.0为FB43的输出。在程序中FB41和FB43的各个参数在DB41和DB43中设置。DB41和DB43作为两个数据块伴随着FB41和FB43生成。在DB41和DB43中每个变量都有各自在数据块存储区的地址，在组态软件中也可以通过这些地址检测到控制过程中各个值的变化情况 四、程序调试以及参数整定 本次设计主要采用力控和wincc组态软件进行上位机监控，在线进行数据的读写和系统的调试。 （1）PID参数的整定： PID参数整定的方法很多，概括起来有两大类： 一是理论计算整定法 二是工程整定方法 在实际调试中，只能先大致设定一个经验 值，然后根据调节效果修改 首先关闭微分作用，监控曲线如下图所示： 加入微分作用，监控曲线如下图所示： 通过多组数据的实验比较，我们得出了一组比较理想的参数 GAIN 18 TI 2min TD 10S 下图是整定后的温度曲线图。 （2）进行有无前馈作用的比较 最后加大外界的流量扰动，实验结果如图所示 谢 谢 ！ 2009届陈祎比值控制毕业设计 单闭环比值控制系统 在单闭环比值控制系统中采用“悌”字设备的两路流量，一路 FIT101 为主动量，一路 FIT102 为从动量。主动量是从动量的K 1-2倍,主要程序见附录： 单闭环比值控制系统相乘方案：MD20是副流量，我们设置为：主动量是从动量的2倍，然后送入到MD60与主流量MD40进行比较经过PID运算，控制调节阀动作。下图为相乘方案。在DB41中，我们设置的P 30,I 10（详细程序见附录），在这里我们需要注意的是：我们选择比值K的时候，下图实例中K 2，此时K应为实数，所以相乘方案执行时，我们选择的乘法器也应选择实数型乘法器。 单闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统设计同时采用了”悌”字号设备的两路流量作为控制对象，FV101为主动量，为MD20，FV102是从动量,为MD40，在双闭环比值系统中，我们采用相除方案，从动量为主动量的K 2倍，比值控制系统的参数整定原则是整定在系统