基于PLC和WinCC的PID压力控制.pdf

本文介绍了基于西门子S7-300 PLC和WinCC监控界面的PID压力控制系统，该系统用于提高大型油膜轴承综合试验台轴承载荷的控制精度和稳定性。系统的核心是PID控制器，它是一种应用广泛的闭环控制器。在不需要精确的系统模型的情况下，PID控制参数可以通过试凑法得到，以达到预期的控制效果。 西门子S7-300 PLC的编程软件STEP7提供了基于软件的PID连续控制模块FB41，可以直接调用该模块来处理设定值、反馈值和控制器输出值。WinCC监控界面用于实时采集设定值、反馈值和输出值参数，并以曲线趋势的方式显示出来。用户还可以通过界面进行参数设定，避免了在PID控制程序中频繁改变参数并下载到PLC中的复杂步骤。 控制系统由PID控制器、比例放大器、比例溢流阀、压力变送器、A/D和D/A转换器构成闭环控制系统。PID控制器和A/D、D/A转换器由西门子S7-300 PLC实现，而比例放大器和比例溢流阀则用于调节载荷大小。PLC模拟量输出模块(4-20mA)输出控制电流，通过比例放大器将控制电流放大(100-800mA)来驱动比例溢流阀电磁铁，调节阀的开度从而调节载荷大小。实际载荷通过压力变送器(4-20mA)采集。 系统控制要求包括响应速度满足试验基本要求、允许载荷存在一定的误差范围、控制系统的超调限制以及确保系统的安全稳定性。在实现PID压力控制时，需确保载荷稳定性和精度，以保证试验结果的可靠性。 控制系统组成部分中，PID控制器是实现闭环控制的核心，它通过接收压力变送器的反馈信号，调整控制器输出，控制比例放大器的电流输出，进而调节比例溢流阀的开度以达到压力控制的目的。A/D转换器负责将模拟信号（如来自压力变送器的电流信号）转换为数字信号供PLC处理，而D/A转换器则将PLC处理后的数字信号转换回模拟信号，以控制实际的物理设备（如比例放大器）。 本篇文献详细介绍了基于PLC和WinCC的PID压力控制系统的构建方法，其中包括了系统的组成、PID控制器参数整定的方法、以及如何利用WinCC界面进行实时监控和参数调整。通过使用该系统，可以有效提升试验台控制精度和稳定性，满足大型油膜轴承综合试验台的技术要求。