防彈衣生產(chǎn)線溫度控制系統(tǒng)設(shè)計改進

現(xiàn)場溫度為控制對象，用戶設(shè)定的溫度值為控制系統(tǒng)給定值，AD采集模塊獲取的溫度值為控制系統(tǒng)反饋值，反饋值及給定值經(jīng)過系統(tǒng)的模糊PID控制算法運算之后去控制現(xiàn)場加熱設(shè)備的狀態(tài)，從而控制溫度對象。
本系統(tǒng)模糊PID控制算法根據(jù)系統(tǒng)運行的不同狀態(tài)及工程經(jīng)驗，結(jié)合PID系統(tǒng)中Kp，Kd，Ki三者系數(shù)的關(guān)聯(lián)性，設(shè)計模糊整定參數(shù)。系統(tǒng)使用偏差值Error和Error_Change作為模糊判定的輸入，語言取{NB，NS，O，PS，PB}，根據(jù)Error和Error_Change整定Kp，Ki，Kd的模糊值，同樣取{NB，NS，O，PS，PB}5個模糊值。然后建立模糊規(guī)則表，表1為Kd規(guī)則表，Ki，Kp模糊規(guī)則表與Kp規(guī)則表類似。

不同的控制系統(tǒng)對PID的3個系數(shù)Kp，Ki，Kd的模糊也不同，本系統(tǒng)希望控制對象溫度值能盡快恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)，所以Kd系數(shù)的模糊尤為重要，設(shè)置的Kd對Error_Change特別敏感。
以下是本系統(tǒng)的模糊PID控制算法軟件實現(xiàn)代碼：
typedef struct
由左邊圖可以看出控制過程前期略有超調(diào)，但是對于系統(tǒng)是可接受的，因為生產(chǎn)線剛開始的時候需要預(yù)熱爐子?？刂七^程中測試人員加入一次擾動，可以看出系統(tǒng)不會因為擾動產(chǎn)生震蕩，而之前使用經(jīng)典PID測試的時候受到擾動后會產(chǎn)生震蕩。因此模糊PID控制算法可以解決防彈衣生產(chǎn)線上大爐溫度因季節(jié)或環(huán)境變化導(dǎo)致控制效果不理想的問題。
由右邊圖可看出本智能溫度控制系統(tǒng)的對大爐溫度對象的控制精度可以達到±0．1度。


3 系統(tǒng)運行結(jié)果分析
本智能溫度控制系統(tǒng)在浙江某個防彈衣生產(chǎn)線上運行，現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果的數(shù)據(jù)經(jīng)過MATLAB運算得到的系統(tǒng)控制效果圖及現(xiàn)場觸摸液晶主控屏的系統(tǒng)運行圖如圖5所示。

4 結(jié)束語
通過本方案的設(shè)計及防彈衣生產(chǎn)線爐溫控制現(xiàn)場運行結(jié)果分析，溫度控制的精度從原來的±1度提升到了±0．1度，很大程度提高了溫度控制效果；使用16位AD模擬量采集提高了溫度采集精度；使用數(shù)字信號傳輸數(shù)據(jù)及控制，使得溫度反饋及輸出控制的時間大大縮短，穩(wěn)定性大幅度提高，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。