基于PCS7的模糊-PID控制在水泥過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著水泥企業(yè)向大型化、集團(tuán)化方向發(fā)展，控制系統(tǒng)應(yīng)隨之改變，為自動化系統(tǒng)提供統(tǒng)一的技術(shù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的組態(tài)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信。西門子SIMATIC PCS7是新一代基于現(xiàn)場總線的模塊化的過程控制系統(tǒng)，它結(jié)合了傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)和DCS兩者的優(yōu)點(diǎn)，將兩者的功能有機(jī)地結(jié)合在一起。PCS7系統(tǒng)的所有硬件都基于統(tǒng)一的硬件平臺，所有軟件也都全部集成在SIMATIC程序管理器下，有同樣統(tǒng)一的軟件平臺。PCS7的控制性能高，穩(wěn)定性好，在大

2、型水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
　　 實(shí)際的復(fù)雜工業(yè)過程往往具有高度非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變不確定等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制策略和控制方法難以獲得滿意的控制品質(zhì)，如PID控制，同一組參數(shù)很難滿足現(xiàn)場控制的需求，給實(shí)際工程帶來諸多不便。而目前一些先進(jìn)的控制理論正逐步引進(jìn)過程控制中，模糊控制就是其中之一。模糊控制的魯棒性好，對純滯后及被控對象參數(shù)的變化不敏感，但因其控制規(guī)則粗糙容易產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差。而模糊-PID復(fù)合控制既保持了PID控制的

3、穩(wěn)態(tài)誤差小、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，又具有模糊控制自適應(yīng)和調(diào)節(jié)速度快的特點(diǎn)，其在具有非線性、大滯后特性的復(fù)雜過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，能取得良好的控制效果。目前，模糊-PID復(fù)合控制得到了學(xué)者的廣泛研究，并在實(shí)際工業(yè)控制中取得了較好的控制效果。
　　 本文首先分析了新型干法水泥生產(chǎn)工藝和現(xiàn)代水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，基于西門子PCS7，從控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)配置、自動化程序設(shè)計(jì)以及監(jiān)控界面組態(tài)等方面進(jìn)行

4、了研究，并以包裝子站系統(tǒng)為例，以倉筒料位控制為研究對象，提出了模糊-PID復(fù)合控制策略，在Matlab上進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明，模糊-PID復(fù)合控制的控制效果要明顯優(yōu)于常規(guī)PID控制和單純的模糊控制。與此同時(shí)，本文基于PCS7軟件平臺，采用CFC和模塊化編程相結(jié)合的編程方式，成功設(shè)計(jì)了模糊-PID控制模塊，并在PCS7的仿真系統(tǒng)PLC SIM中進(jìn)行了仿真研究。從仿真結(jié)果我們可以看出，在PCS7平臺下實(shí)現(xiàn)Fuzzy-PID復(fù)合控制是可行