学文网摘 要 本文基于PLC 的比例阀位置闭环控制原理，阐述了PID功能实现及比例阀控缸位置闭环控制的软件实现。
【关键词】PLC 比例阀位置 闭环控制 实现
在传统的工业液压系统之中，电液比例作为阀门开展的基础，需要使用可靠的电气机械转换系统，一方面，可以降低生产成本；另一方面，也能让电信信号可以做到有效转换，促使液压控制系统能够产生介于工作介质本身的压力指示，形成对液压元件的设计与完善。当然，在这种控制阀处于工作状态的时候，液压电机会根据所受到的电压信号产生相应的操作内容，以此来满足对电压比例的需求，做到对流量输出的把控。
电液比例阀的操作原理，在一定程度上是对液压系统的简化，促使其可以降低自身所受的压力影响，提高变换速度，降低冲击现象带来的不利影响。并且，也能在液压阀的运转中，提高对功率的使用，在对生产成本有效把控的前提下，对油液的过滤质量有效提高。在本文中，笔者结合对相关研究报告的引用，提出通过对PLC控制器的使用来完成闭环控制内容的建设，做到对软件系统的完善，也切实提高了实际操作性，促使生产精度能够推动工业活动的建设需求。
1 根据PLC比例阀门位置完成对闭环的有效把控
在对PLC所带有的比例阀门位置的情况进行分析之后，将其投入到闭环控制内容中来，使其可以增强相应地传感能力，降低其对计算机控制内容的依赖程度，实现自动化生产。例如，西门子S7-200就可以通过软件编程来对液压控制阀中的缸置进行把控，做到对生产活动的自动化开展，这既是因为缸体本身带有传感器能力，可以对位移变化实时分析，也能让这一机械模式可以将所需信息进行搜集，做到对指令信息的处理。进而让控制量得以有效地发送给比例阀的电烙铁部分，促使液压缸可以引发缸体的内部控制闭环运动。即液压系统的组成部分来说，主要包括了：液压泵源、三位四通的方向扣工资阀以及传感器系统。促使其能够在电气控制活动中借助于自身的CPU来对电流量输出到位。
2 PID的功能使用在比例阀位置的表现
2.1 S7-200PLC 在PID中的功能表现
PID的控制活动需要将整个液压系统存在的偏差进行调节，促使其控制变量可以和实际产值相适宜，将定值内容与工艺需求结合起来。
在关系式中：u 作为控制器的输出内容表现；e是定值就实际值之间存在的差异额度； kp即为比例增益内容；kI是积分内容；kD是微分的收益表现。总的来说，PID控制器所拥有的优点在于：
（1）可以不使用控制对象的数据模型就完成控制活动；
（2）设计结构较为简单，其所需进行的处理计算量较低，因此，整体的设计参数可以满足调整活动，做到多渠道控制；
STEP7 作为西门子公司的编程软件包，PIC所采用的控制内容是这一软件包的衍生体，PID的功能追求也是借助于此才能得以实现的。所以，其计算活动的开展内容有着更为明显的功能追求性，也可以对控制的数据量进行计算与处理，让其成为回路的中枢所在。
当然，受到控制系统的实际环境影响，其所搜集的数据需要在工程活动中发挥价值，也就必须要让其能够成为标准化的内容形式，也只有这样才能让它可以被PLC系统所认可，执行相关指示内容，提高实际输出值。
2.2 比例阀对缸体控制的软件表现
三位四通这样的比例阀门的结构物质结构中，是由两个不能一起通电的电磁铁所构成的，其需要根据软件系统的内容来对内环位置进行明确，促使其可以不被误差方向所引导，保障其可以根据误差内容来发出控制的电压，在液压缸中的指定位置来满足STEP7的编程需求，提高工作精度，稳定扫描时间所带来的适应性波动，将程序采样的时间设置为规定的单位，即100ms。
3 实验进程的内容
Festo TP701 作为德国企业设计与制作的比例流量控制台，它的泵力压值保持在0.5到6MPa之间，限定的流量为每分钟不超过6升。再者，它的液压活塞直径为16mm，杆体直径为10mm，最高行程能够达到200mm，灵敏度可以达到0.01mm。
本文利用西门子S7-200 系列PLC 对FestoTP701试验台进行控制系统的改造与开发，并进行比例阀系统液压缸位置闭环控制的实验研究。实验系统中选用西门子CPU224，A/D 和D/A 模块则分别选用具有4 路模拟量输入的EM231 模块和具有2 路模拟量输出的EM232 模块。系统中的电流放大器实现电压信号转换电流信号并按比例放大，用于驱动比例电磁铁。实验中通过给定不同的PID 控制器参数可得到不同的控制特性。
利用PLC 中的PID 指令可很好地实现比例阀控液压缸的位置闭环控制，控制精度和响应速度等能满足一般的工业需求。
4 结语
实验研究表明，开环比例控制系统中，利用软件的方法可以实现位置等物理量的闭环控制，虽然控制精度和抗干扰能力等性能不如伺服阀控制系统，但能满足一般工业应用的需求，该方法扩大了比例液压控制系统的应用范围。
参考文献
[1]基于液压比例位置控制的数字PID设计与实现[J].机械工程与自动化，2009，（6）：126-128.
[2]孙亮，张青川，江慧丰等.溶质浓度对Al-Cu合金中PLC效应的影响[J].金属学报，2006，42（12）：1248-1252.
作者单位
中船重工第704研究所 上海市 200000
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