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1. 簡介
在化工、冶金、輕工等行業(yè)中，有許多是當(dāng)某一變量的變化規(guī)律無法預(yù)先確定時(shí)，要求被控變量能夠以一定的精度跟隨該變量變化的隨動(dòng)系統(tǒng)。本文將以刨花板生產(chǎn)線的拌膠機(jī)系統(tǒng)為例，介紹廣州匯控PLC在隨動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2. 工藝過程及控制要求
拌膠機(jī)工藝流程如上圖所示。刨花由螺旋給料機(jī)供給，壓力傳感器檢測刨花量。膠水由膠泵抽給，用電磁流程計(jì)檢測膠的流量；刨花和膠根據(jù)一定比例送到拌膠機(jī)內(nèi)攪拌，然后將混合料供給下一道熱壓機(jī)工序蒸壓成型。
刨花料斗中的刨花由給料電機(jī)進(jìn)行給料，有一個(gè)刮板稱調(diào)節(jié)刨花的給料量，用一個(gè)壓力傳感器來檢測刨花的流量，通過這一流程，把刨花送入到攪拌機(jī)中。右側(cè)是膠的給料，通過膠泵電機(jī)抽入到攪拌機(jī)中，由流量計(jì)對膠量進(jìn)行檢測，膠泵電機(jī)可以進(jìn)行調(diào)速，來控制膠的給料量。把刨花和膠注入到攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，攪拌以后把料送入到下一工序中。
控制要求：要求控制系統(tǒng)控制刨花量和膠量恒定，并有一定的比例關(guān)系，即膠量隨刨花量的變化而變化，精度要求小于3%。
3. 系統(tǒng)控制方案
根據(jù)控制要求，刨花控制回路采用比例（P）控制，膠量控制回路采用比例積分（PI）控制，其控制原理框圖如下圖所示，隨動(dòng)選擇開關(guān)SK用于隨動(dòng)或者膠設(shè)定方式的轉(zhuǎn)換。
上方回路為刨花量的控制回路，下方為膠量的控制回路。在刨花量的控制回路中，首先對刨花量進(jìn)行設(shè)定輸出，然后通過壓力傳感器，對實(shí)際的刨花量進(jìn)行比較，然后把偏差，送入到PID的P比例運(yùn)算控制。然后把運(yùn)算結(jié)果送入到執(zhí)行器，去調(diào)節(jié)刨花給料電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制刨花的給定量。這樣就形成了PID的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
在膠的控制回路中，有2種設(shè)定形式，1種是膠的固定輸入，1種是隨動(dòng)方式（就是膠的設(shè)定值，根據(jù)刨花量的實(shí)際值，進(jìn)行隨時(shí)變化）。使用SK開關(guān)進(jìn)行切換。用膠的流量計(jì)把膠的實(shí)際流量測量出來，與設(shè)定值進(jìn)行偏差運(yùn)算，把偏差輸入到PID運(yùn)算中，進(jìn)行PI運(yùn)算。把運(yùn)算結(jié)果送到執(zhí)行器，來調(diào)節(jié)膠的實(shí)際給定量。
4. PLC的選型
拌料機(jī)控制系統(tǒng)輸入信號(hào)有7個(gè)，其中用于啟動(dòng)、停止、隨動(dòng)選擇的3個(gè)輸入信號(hào)是開關(guān)量，而刨花給定、壓力傳感器信號(hào)、膠量設(shè)定、流量計(jì)信號(hào)4個(gè)輸入信號(hào)是模擬量；輸出信號(hào)2個(gè)，一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)調(diào)速器，另一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)螺旋給料機(jī)，均為模擬量信號(hào)。另有幾個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)。
選用廣州匯控ID100-1006BRA、ID100-4AD和ID100-2DA。電機(jī)調(diào)速使用變頻器V/F控制。刨花設(shè)定、膠量設(shè)定使用外部電位器進(jìn)行輸入。具體I/O配置如下：
6.總結(jié)
使用廣州匯控能源科技的PLC的PID運(yùn)算指令，能較好的完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的運(yùn)算任務(wù)。在現(xiàn)場運(yùn)用中，可以實(shí)現(xiàn)3%的控制精度，完全滿足客戶的需要。
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