精品视频一区二区观看,欧美一区二区视频三区,日韩一区二区三区不卡,欧美中文综合在线视频,欧美综合网亚洲综合网

轉(zhuǎn)子定量給料機是粉煤灰配料工藝中一種較普遍應用的設備。2010 年4 月，我公司一臺轉(zhuǎn)子定量給料機的控制系統(tǒng)因CPU 模塊及稱重模塊損壞而無法運行。要恢復系統(tǒng)，需要采購CPU 模塊、稱重模塊及重新編制相應的控制程序（原程序有密碼保護），花費較多且采購時間較長。為此，我們利用磨機的S7-300 現(xiàn)場控制站重新編制了控制程序， 用較短的時間恢復了轉(zhuǎn)子定量給料機的運行。
1 計量控制系統(tǒng)的組成及控制原理
轉(zhuǎn)子定量給料機由粉體喂料機和轉(zhuǎn)子秤兩部分組成，二者都采用變頻調(diào)速。其計量控制系統(tǒng)由S7-300PLC 組態(tài)而成。安裝在環(huán)形天平上的拉力傳感器產(chǎn)生的重量信號被轉(zhuǎn)換為4～20mA 的信號后送入稱重模塊，安裝在轉(zhuǎn)子上的光電旋轉(zhuǎn)編碼器測取的轉(zhuǎn)速信號被轉(zhuǎn)換為4～20mA 的信號后送入模擬量輸入通道?？刂葡到y(tǒng)對轉(zhuǎn)子定量給料機的驅(qū)動通過與開關量通道相連的中間繼電器實現(xiàn)，對流量的控制則是通過模擬量輸出通道對2 個變頻器的頻率控制實現(xiàn)的， 即轉(zhuǎn)速信號及重量信號分別送入PLC 的模塊后經(jīng)過運算得到實際流量，該流量再與給定流量進行比較，通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率來實現(xiàn)流量的定量控制。操作人員可以通過DCS 系統(tǒng)的操作界面實現(xiàn)轉(zhuǎn)子定量給料機的流量及啟?？刂?。
2 設計思路及方案
2.1 系統(tǒng)的硬件組態(tài)
用一塊稱重儀表現(xiàn)場顯示轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的重量，并把稱重傳感器產(chǎn)生的mV 信號轉(zhuǎn)化為4～20mA 信號后送入現(xiàn)場控制站的模擬量輸入通道；用一塊頻率顯示儀表顯示轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，并將光電旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的頻率信號轉(zhuǎn)換為4～20mA 信號后送入模擬量輸入通道。編制在CPU 中的軟件調(diào)節(jié)器，通過相應的運算得出粉體喂料機、轉(zhuǎn)子秤電動機的變頻器的頻率給定信號，并分別通過現(xiàn)場控制站的兩個模擬量輸出通道送入變頻器中。2 臺變頻器的啟停信號分別通過現(xiàn)場控制站的2 個開關量輸出通道實現(xiàn),故障信號則通過開關量輸入通道實現(xiàn)，通道及接線與原系統(tǒng)基本相同。圖1 是計量控制系統(tǒng)的硬件信號流向示意圖（其中喂料機與轉(zhuǎn)子秤之間沒有直接的信號流）。
2.2 軟件調(diào)節(jié)器的設計
調(diào)節(jié)器的作用就是確保通過環(huán)形天平的物料流量等于或近似等于給定流量，由于轉(zhuǎn)子定量給料機由粉體喂料機、轉(zhuǎn)子秤兩部分組成，要實現(xiàn)這一目標，必須確保調(diào)節(jié)器對粉體喂料機和轉(zhuǎn)子秤之間的協(xié)同調(diào)節(jié)。要實現(xiàn)這種協(xié)同調(diào)節(jié)的控制方式，可以通過以下幾種方案實現(xiàn)：
1）使轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)子的速度保持恒定值ω，以轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的實際重量Gf
作為反饋值與經(jīng)過計算獲得的
轉(zhuǎn)子秤的重量給定值Gg （Gg=Qg /kω，Qg是流量給定值，k 是常數(shù)，可以用于在對轉(zhuǎn)子定量給料機的實物標定過程中根據(jù)標定結果進行調(diào)整，以使顯示值與實際值相符）進行比較，通過一個負反饋調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)粉體喂料機的轉(zhuǎn)速從而確保進入轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的重量Gf的穩(wěn)定， 這樣就能保證從轉(zhuǎn)子秤送出的物料流量Qf（Qf=kωGf）的穩(wěn)定。
2）使轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速保持恒定值ω，以轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的實際流量Qf作為反饋值與流量給定值Qg進行比較，通過調(diào)節(jié)粉體喂料機的轉(zhuǎn)速從而確保進入轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的實際流量Qf的穩(wěn)定， 這樣就能保證從轉(zhuǎn)子秤送出的物料流量Qf的穩(wěn)定。
3）使粉體喂料機的轉(zhuǎn)速保持恒定，以通過轉(zhuǎn)子秤的物料實際流量Qf（Qf =kωfQf，其中ωf為轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速）為流量反饋值與流量給定值Qg進行比較，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速從而確保從轉(zhuǎn)子秤送出的物料流量Qf的穩(wěn)定。
4）一方面以轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的實際重量Gf作為反饋值與經(jīng)過計算獲得的轉(zhuǎn)子秤的重量給定值Gg（Gg=mQg+n，該等式是一個經(jīng)驗公式，其中m、n 是常數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗在我們設計的系統(tǒng)中取m=1.6,n=12） 進行比較，通過調(diào)節(jié)粉體喂料機轉(zhuǎn)速從而確保進入轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的重量Gf的穩(wěn)定； 另一方面以轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的實際流量Qf作為流量反饋值與流量給定值Qg進行比較，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速從而確保從轉(zhuǎn)子秤內(nèi)送出的物料流量Qf的穩(wěn)定。
5）一方面以轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的實際流量Qf作為反饋值與流量給定值Qg進行比較， 通過調(diào)節(jié)粉體喂料機的轉(zhuǎn)速從而確保進入轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的重量Qf的穩(wěn)定； 另一方面以轉(zhuǎn)子秤內(nèi)物料的實際流量Qf作為反饋值與流量給定值Qg進行比較， 通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速從而確保從轉(zhuǎn)子秤內(nèi)送出的物料流量Qf的穩(wěn)定。
上述5 種方案中，方案4 及方案5 是雙閉環(huán)調(diào)節(jié)方式，具有很強的調(diào)節(jié)能力。由于方案4 能基本保證物料在轉(zhuǎn)子秤內(nèi)的均勻分布，所以更符合對轉(zhuǎn)子定量給料機的計量控制系統(tǒng)控制精度的要求[1]，因此在本設計中我們采用了該方案。圖2 是該方案的負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。軟件調(diào)節(jié)器既可以采用PID 調(diào)節(jié)器（特別是在S7-300 的STEP 7 編程中，可以通過調(diào)用現(xiàn)成的PID 系統(tǒng)功能塊， 非常容易地得以實現(xiàn)），也可以采用用戶自己設計的特殊的負反饋閉環(huán)調(diào)節(jié)器。由于PID 系統(tǒng)功能塊需要整定的參數(shù)較多，整定過程較為繁瑣，故我們采用了自己編制的負反饋閉環(huán)調(diào)節(jié)器，并對物料重量信號及轉(zhuǎn)速信號進行濾波處理（編制了濾波程序）。
3 安裝調(diào)試及運行
將轉(zhuǎn)子定量給料機與現(xiàn)場控制站中相應的通道之間直接或通過儀表相互連接的各種信號線進行連接，并把編制好的控制程序下載到現(xiàn)場控制站的CPU 中， 另外在操作界面上組態(tài)好相應的控制按鈕及操作數(shù)據(jù)并與現(xiàn)場控制站進行相應的數(shù)據(jù)連接，安裝工作就完成了。系統(tǒng)安裝完成后的調(diào)試有以下幾方面的工作：①頻率變送器及稱重儀表的相關參數(shù)的設置。②系統(tǒng)上電并使系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時觀察系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)能力，并根據(jù)實際運行情況調(diào)整或修改相關的運行參數(shù)或控制程序。③系統(tǒng)的計量標定。
工作①較為簡單，在進行工作②時主要問題是重量給定值Gg的確定問題。最早的程序中是直接規(guī)定幾個固定的重量給定值，在某個給定流量Qg范圍指定其中一個值與之對應，這種方式存在的問題是相應的程序編起來較為繁瑣，另外在調(diào)整流量時如果調(diào)整的范圍較大會對重量調(diào)節(jié)造成較大的擾動。通過對程序的幾次調(diào)整，最終確定采用重量給定值Gg與流量給定值Qg之間簡單的線性關系來解決這一問題。
另外，調(diào)節(jié)器采用的是步進調(diào)節(jié)（即對給定值與反饋值之間的偏差采用每次增加或減小一個固定數(shù)值從而逐漸逼近目標值的調(diào)節(jié)方式），而步進調(diào)節(jié)的“步進幅度”的大小比較關鍵，過大容易導致系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程的振蕩，過小則會使得調(diào)節(jié)過程緩慢而影響調(diào)節(jié)過程的動態(tài)精度。我們通過摸索采用了2 種“步進幅度”（如0.02 及0.04），在給定值與反饋值相差較大時使用較大的“步進幅度”，這樣可以縮短調(diào)節(jié)過程所需要的時間；而給定值與反饋值相差較小時則采用較小的“步進幅度”，這樣可以避免調(diào)節(jié)過程出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象；而當給定值與反饋值之差的絕對值小于一定范圍則停止調(diào)整，從而增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
對工作③，因為該轉(zhuǎn)子定量給料機在當初設計安裝時現(xiàn)場位置不夠，無法設置實物標定裝置，所以只能進行靜態(tài)標定（即掛碼標定）。靜態(tài)標定結果表明，顯示值與實際值之間誤差在允許范圍之內(nèi)，并具有較好的重復性。
4 結束語
枚舉法是科學研究中常用的方法，我們通過對轉(zhuǎn)子定量給料機的所有控制方式的列舉，提出轉(zhuǎn)子定量給料機調(diào)節(jié)器的最優(yōu)控制模型，并據(jù)此控制模型編制了相應的控制程序，構建了切實可行的粉煤灰轉(zhuǎn)子定量給料機計量控制系統(tǒng)。經(jīng)過一段時間的觀察，實際運行情況完全與我們設計時所設想的相符，系統(tǒng)的實際運行效果要優(yōu)于原系統(tǒng)，證明新的系統(tǒng)能夠完全替代原系統(tǒng)。經(jīng)過近一年的運行，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，實際配料情況與化驗室的檢測數(shù)據(jù)吻合，完全滿足了生產(chǎn)工藝的要求。

本文源于網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載，如有侵權，請聯(lián)系刪除