基于电液比例技术的内河船舶液压舵机（3）PLC控制系统

可编程序逻辑控制器(PLC)是专为工业环境下应用而设计的工业计算机，可在恶劣的工业现场工作，能够完成顺序控制、位置控制、数据处理、在线监控等功能。特别具有过程控制功能，控制算法(PID)控制模块的提供使PLC具有了闭环控制的功能，控制过程中变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定值上。

式中：Kp，Ki，Kd为PID型自动舵的设计参数。比例系数Kp决定控制作用的强弱；积分系数Ki消除系统静差;微分系数Kd有助于减小系统的超调，克服振荡，使系统趋于稳定，加快响应。

在可编程控制器PID控制中，使用的是数字PID 控制器，采用的是增量式PID控制算法，根据采样时刻的偏差计算控制量，通过软件实现增量控制。西门子S7-200系列PLC提供了用于闭环控制PID运算指令，用户只需在PLC的内存中填写一张PID控制参数表，再执行相应的指令，即可完成PID运算，改变国内模拟PID舵线路繁杂、稳定性和操控性较差等方面的不足。

（2）控制方框图

PID自动舵控制方框图如图5所示。

图5中，当系统设定航向，首先传送至PLC，经D/A转换变成模拟量指令，作为比例放大器输入信号，比例放大器相应输出模拟量提供给比例电磁铁，产生对应的力或位移，作用在电液比例方向阀，从而得到相应的流量、压力以驱动液压缸，进而形成一定的速度或力来驱动舵叶，改变船舶的航向。运用相应的检测元件将船舶航向反馈信号再传回进行比较，以便动态地调整舵角，使最终的船舶实际航向与设定航向相一致。

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