王生龙，王建梅，马立新

(太原科技大学机械工程学院，太原 030024)

PID控制器是自动控制领域应用最广泛、最容易实现的闭环控制器。参数整定时不需要精确的系统模型，通过试凑法得到理想的控制参数，达到预期控制效果[1]。西门子S7-300 PLC的编程软件STEP7中提供了基于软件的PID连续控制模块FB41，可直接调用该模块，对设定值、反馈值和控制器输出值进行处理。通过WinCC监控界面可实时采集设定值、反馈值和输出值参数，并以曲线趋势的方式显示出来。同时，界面可进行相应参数设定，避免在PID控制程序中频繁改变参数并下载到PLC中的复杂步骤。

1 系统组成

1.1 控制对象及控制要求

在油膜轴承试验研究中，载荷是重要影响参数。油膜轴承试验台通过液压缸向试验轴承施加载荷，液压缸伸缩杆与轴承座上部接触。液压系统以液压泵为压力油源，通过比例溢流阀调节载荷大小[2]。保持载荷的稳定与精度是确保试验结果可靠的重要方面。

载荷大小由上位机监控界面输入给定，PLC模拟量输出模块(4-20 mA)输出控制电流，比例放大器将控制电流放大(100-800 mA)以驱动比例溢流阀电磁铁来调节阀的开度，进而调节载荷大小。实际载荷通过压力变送器(4-20 mA)采集。

系统控制要求：系统压力PI调节的响应速度应能够满足试验的基本要求，允许载荷在一定范围内存在误差，控制系统不允许存在过大超调，保证其安全稳定性。

1.2 控制系统组成

控制系统组成如图1所示。

图1 控制系统组成Fig.1 Control system

控制系统由PID控制器、比例放大器、比例溢流阀、压力变送器、A/D和D/A转换器构成闭环控制系统。……