基于MCGS的常规PID控制系统的研究

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1、基于MCGS的常规PID控制系统的研究许东红(南京林业大学轻工技术与工程学院，南京210037)摘要：本文简要介绍了全中文工控组态软件MCGS,并以THJS-3型高级过程控制系统实验装置为例，开发单容水箱常规PID液位控制系统。实验证明系统具有界而友好，易于操作,运行可靠等特点。关键词：MCGS组态软件;PID参数整定;液位控制;PID控制系统中图分类号：TP311.5TheresearchoftheconventionalPIDcontrolsystemwhichisbasedonMCGSXuDong-hong(Collegeof

2、LightIndustryTechnologyandEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037)Abstract:ThisarticlebrieflydescribestheconfigurationoftheChineseindustrialsoftwareMCGS,THJS-3experimentalsetupofadvancedprocesscontrolsystemasanexample,anddevelopssingle-capacitywatertankrout

3、inePIDlevelcontrolsystem.Experimentalresultsshowthatthesystemhasafriendlyinterface,easytooperate,reliableoperationandothercharacteristics・Keywords:MCGSconfigurationsoftware;PIDparametertuning;Levelcontrol;PIDcontrolsystem1前言PID控制是最早发展起来的，也是最成熟的控制策略0—，由于其原理简单，物理意义明确，鲁棒性

4、好，稳定性高，运用经验成熟等而广泛地应用于各种工业过程控制Z中，尤其是在各种控制系统的最低层。在许多大型的集散控制系统中，PID算法模块占据着重要地位。PID控制作为经典控制理论应用中最成功的代表，对自动化技术的普及和生产过程自动化水平的提高起了重要作用。但随着工业的发展，被控对象变得越來越复杂，而且人多数过程都是非线性的，这就需要对被控对象的数据进行实时采集，实时跟踪，才能更好地控制生产。THJS-3型髙级过程控制实验装置是以工业现场工艺设备为背景，基于工业过程的物理模拟对象，它集自动化仪表技术、计算机技术、自动控制技术为一体的多

5、功能实验装置。仪表采用具冇人工智能算法及通讯接口的科能调节仪，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件⑴。mcgs软件能快速构造和生成计算机监控系统，实现对现场数据的采集处理、动inii显示、报警处理、流程控制和报表输出等功能，在和常规PID控制结合下，更好地对被控对象实现控制⑵。2MCGS软件介绍及应用MCGS是北京昆仑通态□动化软件科技有限公司开发的全中文工控组态软件，它能快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，包括组态环境和运行环境。它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业

6、过程控制系统具有通用性，在口动化领域有着广泛的应用。用户使用MCGS软件能够避开复杂的计算机软、硕件问题，集中精力解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，配置出高性能、高可靠性和高度专业化地工业控制监控系统。2.1MCGS组态软件的系统构成MCGS软件系统包括组态坏境和运行坏境两个部分。组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行坏境则按照组态环境屮构造的组态工程，以川户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能（如图1）。多任务多线程组态环境运行环境■渝种拧捌报警HL&EFil4U

7、?<连按设乞实时数拯库一俎态於孩心实时数抓舛痕蔣输山报衣打卬说&矗；II图1MCGS系统图2.2MCGS组态软件五大组成部分MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据床和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具冇不同的特性。每个窗口的功能和特性如图2；图2MCGS组态软件组成部分3常规PID控制系统实验工业牛产过程中，对于牛产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足牛产工艺的要求。PID控制器是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏

8、差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。3.1常规PID控制原理PID是将偏差的比例(P)、积分(T)、微分(D)通过线性组合构成控制量，对被控对彖进行控制。PID三种控制作川：比例-來控制当前，谋差值和一个负常数P(表