摘要：随着社会的进步和发展，自动化控制系统应用越来越普及。在MPS（Multi Processor System）即多处理器模块化加工系统中PID控制器的应用尤为突出。PID通过控制比例-积分-微分这三项数据就可以达到控制整个系统的目的。特别是在波动不大的动态系统和线性变化的静态系统中拥有着不可或缺的地位。本文主要概述PID控制器在MPS控制系统中的应用，着重对PID控制器的相关设计以及在PLC中对PID控制器如何进行调节等相关问题进行了探讨，进而促进自动化技术的快速发展，将其更好的应用到国民生活中。
关键词：PID控制器；MPS控制系统；PLC自动编程系统；设计与应用
引言：在随着现代化的发展，自动化、智能化已成为各行业发展的主流模式。自动化不仅解放了人类的双手，而且提高了生产效率。PLC自动编程系统通过结合现代计算机技术运用算法编程，进而实现了工业生产自动化。值得一提的是PID技术在里面起着调节与控制算法的作用，因此两者必须紧密的配合起来才能高效的完成工业生产中人力所不及的工作。
一、MPS自动化控制系统概述
MPS不仅能够控制压力、电力，而且还能将工业生产中的一系列技术融合在一起。它能够让不同的控制系统之间相互接收信息并发生相应的反应，让整个生产过程完美的运转起来。该控制系统大致分为以下四部分：过滤部分、融合部分、反应部分和注入液体部分。
（一）过滤部分
在进行过滤时需要用到数字模拟传输系统和执行机构，其中闭环控制系统是执行机构中的主体部分。通过PLC技术写好程序，进而控制压力系统的压力高低。在工作时过滤器接收到由水泵从专门存储的地方，通过高压输送过来的废水。当水过滤干净就会在阀门的作用下，向存储纯净用水的地方流去。在进行初次过滤后，还需要水泵和阀门以及过滤器再次配合工作，将水中的杂质彻底清除。
（二）融合部分
在进行融合操作时需要用到数字模拟和执行的闭环系统，与过滤部分不同混合单元是由这两项共同组成的。液体需要流量系统来进行控制，而流量系统又受PLC与闭环系统的控制。当液体流经流量系统时，此时就要通过一系列编程操作来严格控制所要配置东西的数量和配比。选好配方并进行充分混合后，泵就会在压力的作用下将其运送到下一道程序，接着混合单元将会重新接收一批液体再次进行混合。
（三）反应部分和注入液体部分
反应部位的系统组成和混合部位是一样的。不同的是该控制系统控制的是温度。每一种配比对温度的感应程度都是不同的，我们可以通过温度控制系统来鉴别液体加热所需要的时间长短，然后按照加热时间长短自动进行排序，有序的将液体在回路中以此冷却。同样当反应部位完成它所有的工作之后，就会将成品运往下一地点，以备迎接上一单元新的液体进行加热处理。
二、PID控制器的相关设计
自控系统的四个主要部分，都离不开数字模拟和闭环系统。因此说明这些闭环系统的功能都是相似的，都是为了控制某个更低级别的系统而存在。下面我们就通过对过滤部位的分析来了解关于PID的一些设计步骤。
（一）对过滤部位所控制系统进行剖析
过滤，顾名思义就是把液体中没用的杂质去除干净留下纯净液体的过程。通过过滤，纯净的液体清洗了过滤部位，使其能够正常运转而不至于堵塞。过滤部位所控制的系统是闭环的，并且是由压力传导才能正常工作的系统。过滤部位是靠许多小零件组装起来的，其中包括传感系统、执行机构、连接件、开关等及其它装置。在这些元件中，传感系统还有漂在液体上的开关，用来感知液面上升下降情况的；4个相同的电容感应系统也是依附于传感系统而生；而压力系统则是其最核心的部位，没有压力传感器也就无法正常工作。在执行机构中包含的小零件较多，它们分别是压力泵、搅拌装置、三位一体球控制阀、门阀等其他阀体。连接件则是由触摸装置和连接板组成。控制系统则是最终端的PLI控制系统。其他的小零件在这里不再一一赘述。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆闭环控制系统是不能自主的让液体进行冲洗的，它必须经过压力传感系统的将信息反馈给终端，再由终端发出清洗动作，从而实现对过滤系统的清洗。
（二）PID的设计方法
PID主要由比例、积分、微分这三方面组成，其中任意一个接收到的信息都会流向比例控制阀，再经过压力传感系统反馈给终端，从而进行合理的控制和调节。而终端控制器则是在计算机上写的控制程序，在连接工厂设备及系统时就能达到闭环控制的目的。PID的控制原理很简单，在生产初期工作人员需要设置一个安全的压力值，当压力过大并将此信息通过阀门和传感系统反馈回去时，设定好的控制程序就能快速运转起来在第一时间采取相应的措施降低压力，以免出现安全事故。在PID控制器中，输入与输出是成正比的，这能很好控制整个系统的稳定和运行，在节约资源带来经济效益的同时，也大大提高工作人员的安全系数。
三、PLC的基础上调节PID控制器
（一）确保参数的有效性
参数决定着PID控制系统的精确程度，能提高控制系统精度的方法就是在机器工作前将所有残余的数据归零，防止之前残留的数据被传感系统捕捉到从而将反馈错误的信息传回来。同时也可以对控制系统进行模拟实验，在实验中不断修正误差，保证在正常运转时控制系统的精度能够达到最佳状态，这就像每次高考前，无论是老师还是学生都认可模拟考试一样。只有在工作前将其调整到最佳状态，才能尽最大可能保证最终的成功。
（二）调节重要部位
在MPS中加热控制系统需要具有较大功率。从系统本身特点来说，大功率是加热系统很难达到的。由于惯性很小，d就不适合用于表示该参数，换成pi就比较恰当。在模拟时，i的初始值和P的初始值都是0，但不同的是p会随时间不断增加而i不变。直到p达到某一值时，系统会出现不稳定的现象。那么此时就是系统能承受的最大限度。在通常情况下i的值是要比系统的振动周期小的，这就充分保证在实验的过程中不会出现系统崩溃造成损失的情况。
（三）调节完成后观测结果
在一定程度上，冲洗要求的干净程度取决于过滤系统的压力大小。所以在压力要求一定的情况下，pi的值必须比压力低。pi的值过大会使过滤器被冲洗力度太大，进而出现腐蚀泄露等一系列问题。这将会造成不要的资源浪费和经济上的损失。当然压力也要在规定范围内，在1000mber上下波动即可，过滤系统在pi调节初期会出现压力波动较大的状况，但随着时间的增长，压力将会趋于平稳并在某一值附近持续波动。
四、结束语
基于PID控制器的MPS控制系统有效的弥补了传统工业生产中自动化系统的不足之处。自动化的生产技术和管理系统，不仅为企业节省了大量的人力和财力进而提升了企业经济效益，而且大幅度提高了工作人员的安全性从而降低了企业承担的风险。随着我国经济的快速发展，对MPS控制系统仍需做出不断探索，通过不断的更新技术及总结经验，进一步提高对于PID控制器的使用。
参考文献
[1] 郭松林，刘富凯。基于改进Fast-ICA的电力谐波检测算法[J].电力科学与技术学报，2013，37（10）：52-57.
[2] 何川，舒勤，李旻.基于改进单通道FastICA的普波与简谐波检测[J].电网技术，2013，37（10）：2959-2964.
[3] 肖建平，李生虎，吴可汉等，一种新的基于神经网络的电力系统谐波检测方法研究[J].电工技术学报，2013，28（2增）：345-348.
[4] 牛胜锁，梁志璟，张建华，等基于三谱线差值FFT的电力谐波分析算法[J].中国电机工程学院报，2013，32（16）：130-136.
作者简介：
仝瑞宁（1997-），男，山东省菏泽市人，民族：汉 职称：无，学历：在读大学生。研究方向：电气工程及其自动化.
论文作者:仝瑞宁,慕茜茜,李靓珠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/3
标签：系统论文; 控制系统论文; 压力论文; 液体论文; 闭环论文; 控制器论文; 部位论文; 《电力设备》2018年第9期论文;