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PID控制技术在配料系统中的应用

摘要：在工业生产过程中，配料系统扮演着至关重要的角色，它的控制准确

性和可靠性决定了整个生产过程的质量。本文将探讨PLC控制技术在自动配料系

统的实际应用，从硬件的选型、触摸屏的安装、变频器的调整到软件的编写，再

到系统的操作界面的设计，都将为此提供有效的支持。

关键词：PLC控制；自动配料系统；软硬件设计

引言：

通过采用可编程逻辑控制器（PLC）来控制自动配料系统，可以实现精确的

配料比例控制，并且可以根据实际生产需求，自动调节设备的启停，从而确保生

产工艺流程的稳定性。在设计和应用过程中，应当确保PLC控制系统具有良好的

功能性，并具备较强的抗电磁干扰能力，以适应不同的生产环境。

一、PID工作的原理

PID控制技术在工业自动化控制系统中扮演着至关重要的角色，它不仅能够

保证系统的稳定运行，而且还具有独特的结构和工作原理，因此，需要更多的专

业人员来掌握这一技术，以便更好地应用于工程开发中，从而提高效率和便利性。

一个重要的原则是要合理地协调受控工作对象的各个方面，包括数据和组织结构，

以满足人们实际工作的需求。这种控制技术通常被称为调节器或控制器，它的主

要应用是在一些实际工程项目中的比例和微分控制，常规PID控制系统原理框图

如图所示（图1）。

图1

PID回路是一种复杂的控制系统。在连续动态的“复位”行为中，有效调整

被控制对象的偏差，从而使其达到最优控制。控制回路由三个部分组成：1，系

统的传感器收集测量数据；2，控制器根据测量结果作出决策；3，通过输出设备

发出反应，控制器从传感器获取数据，并将其与需求结果进行比较，从而计算出

误差，并将其作为输入，以此来消除系统中的误差。在一个PID回路中，纠正误

差的方法包括：通过消除当前的误差、计算过去的误差以及利用误差变化来预测

未来的变化。

二、自动配料系统工艺流程

在工业生产中，自动配料系统是一种重要的设备，其能够根据预先设定的比

例，自动控制下料过程，以确保生产工艺的连续性和稳定性。PLC可编程控制器

因其编程简单、体积小巧、抗干扰能力强等优点，已经被广泛应用于自动配料系

统中。在配料工艺流程中，第一步是控制下料，将各种配料装入储料设备，并使

用PLC技术控制给料装置的运行，以确保配料按照预先设定的比例和速度进入生

产设备。通过安装精确的称量装置，系统可以通过编程实现对称量值的精确控制，

一旦达到设定值，就可以停止给料。此外，还可以采用流量检测、速度检测装置

等，对给料过程进行控制。在PLC控制技术的应用下，可以根据模拟信号变化，

自动控制各种设备的运行，测算给料参数值，并采用PID控制方法调节电机输出，

在满足生产工艺要求的同时，节省系统运行能耗。

三、PLC控制技术在自动配料系统中的应用

1.硬件设计应用

1.1PLC选型

PLC控制系统是一种用于自动配料系统设备控制的先进技术，它由可编程控

制器、调节阀、电磁阀等组成，可以根据用户的需求，采用模拟量和开关量控制

方法，实现电机启停、水流量控制等操作，从而实现自动化控制。因此，PLC可

编程控制器是硬件核心装置，在其选型过程中，应根据实际生产工艺的要求，选

择功能完善、性能良好的装置型号。目前在工业生产自动配料系统中，对整体型

PLC装置的应用较多，其内置功能包括数字I/O功能、脉冲输出功能、高速计数

功能、模拟输入输出功能等，可以满足实际生产需求，而且具有良好的系统可扩

展性。

1.2触摸屏选择

触摸屏是一种可编程的终端设备，它是PLC控制系统的重要组成部分，由显

示器和触摸屏组成，提供了一种便捷的HMI。触摸屏的主要功能是输入指令和输

出结果，可以满足实际生产工艺中的操作需求，为使用者提供更加便捷的操作体

验。采用NS系列触摸屏，其电源规格为DC24V（±15%），支持视频卡，可以提

供256种不同的颜色，画面存储容量可达60MB，可以满足自动配料系统的多种

操作需求。

1.3变频器参数设计

通过使用变频器，可以有效地调整配料系统的电机功率，从而实现节能的目

的。在选择变频器时，应该考虑生产工艺的特点，以及负荷的大小，以便确保最

佳的运行效果。此外，为了满足PLC的控制要求，还应该在控制回路端子上实施

模拟量输入、顺序控制、电机额定电流值、极数以及电流信号的输入范围等操作。

当系统将采集到的信号参数传输到可编程控制