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基于PLC模糊控制自动配料系统研究.pdf

基于PLC模糊控制自动配料系统研究

闷骚的年代
2013-06-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于PLC模糊控制自动配料系统研究pdf》,可适用于工程科技领域

年第期wwwbricktilecomBrickTile基于PLC模糊控制自动配料系统研究王祖麟周立成(江西理工大学机电学院江西赣州)摘要:针对砖瓦、水泥生产等行业的自动精确配料的问题提出一种基于PLC控制算法采用模糊控制方法设计一种在误差、误差变化率范围内的模糊控制器。研究结果表明采用模糊控制系统比传统PID调节器输出响应快、无超调等优点能够很好地解决自动精确配料的问题而且相对于自带PID调节的控制器成本要低很多从而产生了较高的经济效益。关键词:PLC模糊PID控制自动配料中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:()ResearchontheautoproportioningsystemwithfuzzycontrolbasedonthePLCWANGZu ̄linZHOULi ̄chengAbstract:AnautoproportioningsystemwithfuzzycontrolbasedonthePLCisintroducedinthepaperAndtheresearchresultsareshowedthatthefuzzycontrolsystemisbetterthanthetraditionalPIDcontroller,andcanquicklycarryoutprecisionproportioning,whichislowercostandgoodeconomicbenefitsKeyWords:PLCfuzzyPIDcontrolautoproportioning引言自动配料系统是砖瓦生产工艺过程中一道非常重要的工序配料工序质量对整个产品的质量都非常重要。以往的配料系统多采用简单的称量计算和PID调节控制准确度比较低管理上面不方便可靠性也不高。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统各条配料输送生产线严格地协调控制对料位、流量及时准确地进行监测和调节。在工业控制中PLC的应用极其广泛如果把模糊控制技术与PLC结合起来应用PLC来实现模糊控制不仅实现了精确配料而且会大大降低生产成本。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC等智能程度较高、处理速度快的设备。在自动配料生产工艺过程中将主料与辅料按一定比例配合由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要承担对输送设备、称量过程进行实时模糊控制。砖瓦配料自动控制系统下图为砖瓦配料控制系统砖瓦生产原料视当地原料而定一般有页岩、煤矸石等原料按情况分配料斗数目根据数目设定电子皮带秤配料线组成。图砖瓦配料控制系统自动配料系统加电后皮带驱动电机开始旋转微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料研究探讨年第期wwwbricktilecomBrickTile落在落料区经皮带运送到达称重区由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号经变送器放大输出一个正比于物料重量的计量电频信号。该信号送至上位机的接口经采样后并转换成一个流量信号在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口PLC根据误差e和差变化率ec进行模糊推理经反模糊化输出给变频器以此来改变变频器的输出值从而改变驱动电动机的转速。调整给定量使之与设定值相等完成自动配料过程。模糊PID控制PID控制是最常用的经典控制方法控制作用u由偏差e的比例、积分、微分三项之和给出u(t)=kpe(t)Tit乙e(t)d(t)Tdde(t)dt乙乙如果控制中的只包括比例和积分两项则为PI控制如果控制中只包括比例微分两项则为PD控制。控制中的比例增益Kp、积分增益Ki和微分增益Kd均为常数一旦控制设计好以后在控制中不在改变因此PID控制属于线性定常控制。砖瓦配料控制系统主要是控制物料重量恒定、物料的重量与料斗的流量、物料的重量、皮带的转速有关配料系统具有非线性的特定采用经典PID控制无法达到满意的控制效果。模糊控制对于这些经典控制理论所不能解决的非线性、时变的系统而言具有它的优越性。但模糊控制对于静态性能相对较差。经典PID控制可以保证控制精度消除静态误差。因此采用模糊控制与PID控制相结合就能够使控制系统的性能得到较大的改善。图模糊PID控制结构图由图可见该系统由常规PID控制和模糊推理控制两部分组成以偏差e和偏差变化率ec(dedt)作为模糊控制器的输入根据模糊控制规则对PID参数进行自适应调整以满足不同e和ec时对控制参数的要求。该系统实现自调整PID参数的计算公式如下:kp=k′p△kpki=k′i△kikd=k′d△kd式中k′p、k′i、k′dPID参数的初始值△kp、△ki、△kd为模糊控制器的输出kp、ki、kd为最终输出的控制参数值。软件实现当系统开始工作时启动配料生产线。首先系统程序进行初始化通过上位机或触摸屏设置配料配比检查料斗有无物料。若无物料向料斗送料启动配料生产线由电子皮带秤进行称重并实时计量CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图所示。图软件的实现流程结束语由于经典PID调节器参数一旦设定就保持不变属于线性定常控制因而不能满足配料这种非线性特定而模糊控制又有难以解决静态误差的缺陷但两者结合后的模糊PID调节器可以实时调整参数确保配料过程的精确并为投入实际生产提供了理论依据。参考文献:张乃尧阎平凡神经网络与模糊控制M北京:清华大学出版社()胡寿松自动控制原理M北京:科技出版社()诸静模糊控制理论与系统原理M北京:机械工业出版社郭起宏张显明自动配煤控制系统的研究与设计J自动化仪表收稿日期:研究探讨

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