液位PID控制报告

通过《工业组态技术概论》课的学习，结合自己所学的《计算机控制系统》、《过程控制系统》课等专业知识，加上实验室有一个水位控制模型，上面装有水泵驱动模块、水泵、水箱、标尺、压力传感器及各种管道，我就自己做了一个水箱液位控制系统，自编PID控制算法脚本程序，图形界面包括水箱实物，时实曲线，历史曲线。 我用力控组态软件加研华模块控制水箱液位的步骤大致为: 1.硬件连接. 首先将通讯模块ADAM4520接到计算机的串口上,然后将研华A/D传换模块ADAM4017和研华D/A转换模块ADAM4024接到串口通讯模块ADAM4520的DATA+和DATA-上,正接正,负接负,然后ADAM4017接到压力变送器的输出上,ADAM4024接驱动模块的输入,驱动模块的输出接水泵的输入,然后接好电源就行了. 2.模块配置. 用模块自带软件将模块ADAM4017的地址设为1,将模块ADAM4024的地址设为2,然后再测试一下各通道工作是否正常. 3.力控I/O驱动配置. 在力控里找到ADAM4017和ADAM4024两个模块,一步步配置下去就可以了. 第一步： 第二步： 第三步 4.建立数据库变量. 分别建立模拟量输入点a1,模拟量输出点b1,液位高度water,比例系数Kp,积分系数Ki 建立模拟量输入点a1的图例如下： 同理建立模拟量输出点b1,液位高度water,比例系数Kp,积分系数Ki 5.做组态画面. 第一个画面Draw1为事物图,第二个画面Draw2为实时曲线,第三个画面Draw3为历史曲线,第四个画面Draw4为报表。 第一个画面Draw1事物图为： 第二个画面Draw2实时曲线为： 第三个画面Draw3历史曲线为： 第四个画面Draw4报表为： 6.动画连接. 将输入、输出变量及各曲线连到数据库变量上. 压力变送器的输出是怎么采入计算机的呢? 以输入变量连接为例:在力控数据库组态里,在该变量的I/O连接一项上双击,再选择模块的相应通道即可,具体图示如下: 再实际液位输出为例：说明数据是如何显示出来的,双击实际液位后的数字，选数值输出，模拟，变量选择，本地数据库，water.pv,然后确定即可。具体图示如下： 7.编脚本程序. 通过《计算机控制系统》上的数字PID增量算法公式编脚本程序 :进入窗口的动作脚本为: waterset.PV=10;//a0=1.5 a0=(waterset.PV+0.5)/14.86+1;//waterset.PV=14.7541*(a0-1.01); e1=0; e2=0; kp=12; ki=1.0; 具体图示为： 窗口运行时周期执行的脚本程序为: e1=e2; e2=a0-a1.pv; du2=Kp*e2-Kp*e1+ki*e2; b1.pv=b1.pv+du2; water.PV=14.86*(a1.PV-1)-0.5;//+0.1; a0=(waterset.PV+0.5)/14.86+1; IF b1.PV >=6 THEN b1.PV=6; ELSE ENDIF IF b1.PV <=0 THEN b1.PV=0; ELSE ENDIF 具体图示为： 退出窗口的脚本程序为: e1=0; e2=0; kp=1; ki=1; 具体图示为： 8.保存运行 实物运行的一个画面: . 实时曲线的一个画面:为： 历史曲线的一个画面为： 报表的一个画面为： 9．遇见的问题 （1）.压力变送器的调零问题,本来上次已经调好零点,下次运行系统又要从新调整零点,浪费了很长时间. (2).报表一开始才不上值来,原因是因为没设历史参数,看帮助后,设完历史参数中的每隔1秒采集一次,就解决了. (3).参数调节的经验不足.P,I,D三个参数要综合调整,我调了两天才算出来了一条比较好的曲线. (4).画面做的虽然直观不够美观,应加注意. (5).和FIX相比,力控有目录树的概念,比较直观,而FIX是按工程来分的:力控的曲线比较好画. 10.小结 通过设计这个系统,我既熟悉了组态软件的各项功能,又学习了PID程序的编写,复习了P,I,D三个参数对系统动态性能的影响,从I/O驱动到各系统配置,从画图到动画连接,从建立变量到输出变量值,这样一步步的做下来,为以后的工作和学习奠定了基础. 这些年来国内的组态软件有了很大的发展，但与国外的组态软件相比还是有很多不足之处。从功能上讲，国外组态软件能实现的，国内组态软件也能实现，但是当点数过多时，不能保证其稳定性。 我使用过MCGS，力控，组态王三种国内组态软件和FIX国外组态软件。感觉MCGS最简单，最容易入门，建议初学者先从MCGS入手。力控与组态王相比有很多相同之处，FIX功能比较强大，但总的来说各有千秋，都有用武之地。 潘广江 2007-1-15