李延晨

摘 要：文章關(guān)鍵的講述了電纜制作中塑料擠出設(shè)備的氣溫控制體系的相關(guān)內(nèi)容，提出利用s7-300實現(xiàn)單參數(shù)模糊PID溫度控制的設(shè)計思想，其對提升體系的穩(wěn)定性等有著非常積極的意義。

關(guān)鍵詞：電纜生產(chǎn)；擠出機溫度；控制模糊；PID控制；系統(tǒng)組成

單參數(shù)模糊PID溫度控制系統(tǒng)在擠出機中的應(yīng)用，將PLC當(dāng)成是溫控體系的關(guān)鍵，解決了過去儀表裝置中的不利現(xiàn)象，而且體現(xiàn)出了邏輯控制設(shè)備具有的優(yōu)勢特征，和各種信號經(jīng)由單一的編程來獲取連鎖，能夠?qū)Χ喾N狀態(tài)進行分析，確保體系的運作合理。

1 關(guān)于擠出機氣溫管控特征的分析

當(dāng)制作線纜的時候，設(shè)備的溫度控制在所有的要素中，是非常重要的要素。氣溫不僅僅對物品的品質(zhì)有著非常大的關(guān)聯(lián)，同時還對其制作安穩(wěn)性等有著非常大的影響，關(guān)乎到裝置是否可以持久的使用。假如擠出氣溫非常高的話，不但物料會出現(xiàn)一些不良反應(yīng)，比如部分區(qū)域發(fā)生熱降解等，使得品質(zhì)不達標(biāo)，同時還容易導(dǎo)致制作步驟不合理，使得費用變多，功效變差。但是相反的它的溫度太低的話，會使得部件的磨損性增加，導(dǎo)致驅(qū)動體系的負荷加大，有時候還會影響到零件的運行。常見的溫度控制并非非常的安穩(wěn)，會導(dǎo)致擠出量發(fā)生變化，進而使得物品的品質(zhì)不能夠確保。不過，在擠出的時候，關(guān)乎到氣溫的要素是非常多的。這就導(dǎo)致溫度的管控活動面對很多的不利現(xiàn)象。因此，在多數(shù)狀態(tài)中，擠出活動時的氣溫管控活動在很大層次上靠工作者自身具有的知識來調(diào)節(jié)。

2 關(guān)于硬件構(gòu)成

中央處理單元（CPU）采用CPU315-2DP，帶有個MPI接口和PROFIBUs接口，可以連接編程器、PC機。數(shù)字輸入模塊選用SM321，D132×24VDC，數(shù)字量輸fH模塊選用SM322，D032×24V/0.5A。模擬量輸入模板選用SM33l，Al 8×12bit，參數(shù)可通過模板七的量程模塊和用STEP 7設(shè)定；一般把通道進行合理的分類，常是將其按照兩路為一個組別，單次只可以給單一的通道來設(shè)置信息；輸入的熱電偶可以是類型N、E、J、K、L。同時可以通過STEP7設(shè)定溫度補償，不僅能夠用于內(nèi)部的，同時也可以用到外在的補償活動中，而且外在的要更加的優(yōu)秀。本系統(tǒng)中溫度傳感器選用J型熱電偶，它的測量區(qū)域合理，而且線性指標(biāo)優(yōu)秀。相應(yīng)的S7模擬輸入模板上的量程模塊置于位置于“A”。對于氣溫的補償使用的是內(nèi)在的形式。

3 活動理念

S7-300PLC溫度控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，溫感設(shè)備把獲取的設(shè)備處的氣溫信號，傳遞給氣溫模塊。此時PLC可以獲取氣溫數(shù)，然后和布置好的氣溫比對，此時就會獲取溫差e（t）=SP-PV。假如有差異存在的話，就應(yīng)該對這個差異來改正，獲取有關(guān)的控制信息，掌握具體的通斷用時，合理的調(diào)整加熱效果，進而可以對料筒設(shè)備自身和機頭的氣溫合理的管控。

在PID控制中，控制裝置指標(biāo)的明確等是提升其活動步驟品質(zhì)的重點內(nèi)容。所以把它和模糊控制聯(lián)系到一起 ，確保它不但有著非常優(yōu)秀的模糊控制性特征，而且還有著非常好的精確性指標(biāo)。

通常來講，控制設(shè)備應(yīng)該對其所有的參數(shù)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，才能夠獲取優(yōu)秀的控制意義，不過在具體活動中，應(yīng)該對其參數(shù)來適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，它的規(guī)則無法明確，落實起來非常的不容易。此類控制設(shè)備一般是分成兩個步驟來明確其參數(shù)值。首先，明確初始數(shù)值，也就是說首先要明確客體的大體數(shù)，然后結(jié)合客體的可控性來劃分，而且使用初始信息來明確上述的初始數(shù)。其次，PTD參數(shù)的存線整定，監(jiān)管控制體系的運作步驟，了解控制體系，把它設(shè)置為模糊性，將使用者的預(yù)期以及控制內(nèi)容的形式以及客體的數(shù)值等，運用模糊推理自動進行PlD參數(shù)的在線整定。

由于控制客體有著一樣的性質(zhì)，結(jié)合傳遞函數(shù)具體點特診以及其他的一些要素，首先明確初始數(shù)，利用STEP-7對數(shù)據(jù)塊的設(shè)定提前預(yù)制。其活動程序如下所述：

（1）分析客體的 町控率，其是說客體的受控特征，即：

（2） 獲取最初的數(shù)值：

K1、K2、K3為設(shè)定系數(shù)，通過查表得到數(shù)據(jù)。KP0可由Coho-Coon公式求出：

根據(jù)控制對象的特性參數(shù)K、T，通過上面的模式能得到K。

（3）確立模糊控制的隸屬函數(shù)，對于這個體系，最需要了解的控制要素就是超調(diào)內(nèi)容。結(jié)合體系的特征就能夠明確調(diào)整特征，對于超調(diào)量這個要素來講，控制器只調(diào)整KP一個參數(shù)，因為KP較T1、TD乃對超調(diào)量影響最大。在單參數(shù)模糊PID控制器用五個模糊集反映超調(diào)量即，PB：正大，PS：正小，Z0：零，Ns：負小，NB：負大。由于控制要素不一樣，針對規(guī)則的種類開展類型歸納，能夠切實提升推理的功效，確保編程活動不是非常的困難。

（4）將上面講到的內(nèi)容反倒表中，得到修正信息，將獲取的系數(shù)反倒如下的式中開展分析活動。經(jīng)由對規(guī)則內(nèi)容的比對，對P、I、D進行模糊處理再帶入S7中的P1D模塊進行PID控制使固態(tài)繼電器按比例通斷達到控制溫度的目的。

4 關(guān)于體系的控制軟件相關(guān)的內(nèi)容

軟件的控制程序包括讀模擬輸入量程序，PID參數(shù)的模糊化處理，PID控制程序，溫度報警程序四個功能塊。讀模擬輸入量程序塊，把模擬輸入模塊輸入量的讀值，變化為具體的氣溫數(shù)，而且按照次序放到數(shù)據(jù)模式中，模擬輸入模塊的起始地址、通道數(shù)、存儲數(shù)據(jù)號及數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)塊中的存儲起始位置均是可變的。在溫度模塊中，一個數(shù)字量代表測量值0.1℃。參數(shù)自整定塊根據(jù)前面介紹的方法整定出三個參數(shù)傳遞給PlD控制器CONT-C，CONT-c輸出值送給PLUSE-GEN，PLUSE-GEN輸出為控制固態(tài)繼電器的脈沖信號。溫度報警程序控制測量溫度大于上限值或小于下限值時，分別置位上限或下限報警標(biāo)志，此時會完成聲光預(yù)警活動。

5 結(jié)束語

利用S7-300實現(xiàn)單參數(shù)模糊PID溫度控制，改善過去的使用分離溫控設(shè)備來掌握擠出設(shè)備氣溫的體系，確保溫控更加的綜合，而且方便活動，還能夠提升體系的安穩(wěn)性特征。由于使用模糊控制內(nèi)容，所以控制活動變得更加的精確合理，而且能夠應(yīng)對過去方式中的不合理的要素。當(dāng)這個體系運作之后，所有的性能等都得到了非常顯著的提升，溫度超調(diào)不超過3℃ ，切實提升了體系的穩(wěn)定性等，而且確保它有著非常優(yōu)秀的對應(yīng)干擾的水平。而且，優(yōu)秀的活動界面，確保了工作者能夠在非常短的時間中了解活動步驟。

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