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| 伺服驅(qū)動電機配料系統(tǒng)應(yīng)用 | 2020-01-11 |
| 配料系統(tǒng)恒流量控制達到配比的控制要求，設(shè)計一套基于PLC的配料系統(tǒng)，并使用觸摸屏開發(fā)運行管理界面。配料系統(tǒng)由稱重儀表（PLC）、變頻器、伺服驅(qū)動電動機、稱重模塊等構(gòu)成。配料系統(tǒng)包含三臺伺服驅(qū)動電動機，它們根據(jù)需要依次順序啟動。自動配料系統(tǒng)采用變頻器實現(xiàn)對三相電動機的變頻調(diào)速。稱重模塊對物料進行稱重并實時計量，PLC計算出實時流量及累計流量，比較設(shè)定值與實際流量的偏差經(jīng)PID調(diào)節(jié)改變輸出信號以控制變頻器對伺服驅(qū)動電機的速度調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)恒流量控制，并對配料系統(tǒng)進行監(jiān)控。 配料系統(tǒng)主要由稱重模塊、變頻器、伺服驅(qū)動電機及低壓電器組成。配料系統(tǒng)的主要任務(wù)是比較設(shè)定值與實際流量的的偏差經(jīng)PID調(diào)節(jié)改變輸出信號以控制變頻器對伺服驅(qū)動電動機的速度調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)恒流量控制，同時各輔料根據(jù)配比按配方工藝要求添加，且各輔料同時混合計量。 根據(jù)配料系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，選擇變頻器+PLC+觸摸屏+稱重模塊的控制方案對進行配料系統(tǒng)設(shè)計。這種控制方式具有以下優(yōu)點： ①控制方式靈活方便 ②具有良好的通信接口，可以方便地與其他的配料系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，通用性強； ③由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可以靈活組成各種規(guī)模和要求的不同控制配料系統(tǒng)。在硬件設(shè)計上，只需確定PLC的硬件配置和I/O端子的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時，可以方便地通過計算機來改變存儲器中的控制程序，方便現(xiàn)場調(diào)試； ④由于PLC的抗干擾能力強、可靠性高，因此配料系統(tǒng)的可靠性大大提高 基于PLC控制的配料系統(tǒng)主要由稱重儀表（PLC）、變頻器、稱重模塊、伺服驅(qū)動電動機組成，配料系統(tǒng)可分為執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三大部分，具體為： （1）執(zhí)行機構(gòu)：伺服驅(qū)動電動機。伺服驅(qū)動電機驅(qū)動電子伺服秤運行，由變頻器控制根據(jù)設(shè)定流量與實時流量偏差進行變頻調(diào)速，改變電機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)恒流量控制。 （2）信號檢測機構(gòu)：在配料系統(tǒng)控制中，需要檢測的信號包括重量信號、料位信號和報警信號。重量信號反映的是電子伺服秤上的流量值，是配料系統(tǒng)的主要反饋信號。重量信號是模擬信號，需進行A/D轉(zhuǎn)換；料位信號反映物料是否充足，此信號來自料斗中的料位防爆電子秤；報警信號反映配料系統(tǒng)是否正常運行、電機是否過載、變頻器是由有異常，該信號為開關(guān)量信號； （3）控制機構(gòu)：此配料系統(tǒng)中，控制機構(gòu)為稱重儀表（PLC）、變頻器。PLC是整個控制配料系統(tǒng)的核心。它直接對配料系統(tǒng)中料位、重量、報警信號進行采集，對來自人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進行分析、實施控制算法，得出對執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，通過變頻器和接觸器對執(zhí)行機構(gòu)進行控制；變頻器是對伺服驅(qū)動電動機進行轉(zhuǎn)速控制的單元，根據(jù)PLC的控制信號來改變電機的運行頻率，完成對電機的轉(zhuǎn)速控制。 配料系統(tǒng)控制流程如下： （1）配料系統(tǒng)通電，設(shè)置配比，按下啟動按鈕SB1，檢查料斗有無物料，若有物料，伺服驅(qū)動電機起動，配料生產(chǎn)線啟動；若無物料，則向料斗送料，送料電機起動，送至料位滿，送料電機停止，伺服驅(qū)動電機起動，配料生產(chǎn)線起動。 （2）當(dāng)物料量大于設(shè)定值時，稱重模塊反饋的重量信號增大，偏差減小，PLC的輸出信號減小，變頻器的輸出頻率減小，伺服驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速減小，使流量穩(wěn)定在設(shè)定值。 （3）當(dāng)物料量小于設(shè)定值時，稱重模塊反饋的重量信號減小，偏差增大，PLC的輸出信號增大，變頻器的輸出頻率增大，伺服驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速增大，使流量穩(wěn)定在設(shè)定值。 稱重模塊被喻為防爆電子地磅的心臟，它的性能在很大程度上決定了防爆電子地磅的準確度和穩(wěn)定性。對防爆電子秤等級的選擇必須滿足防爆電子秤的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度值，且要滿足整臺電子稱準確度的要求。同時在選擇防爆電子秤的型號時，還要考慮防爆電子秤的適用范圍。由于FX2N-4AD模擬量輸入模塊的輸入信號為標準電壓、電流信號，因此在選擇防爆電子秤時應(yīng)選擇內(nèi)置變送器的稱重傳感，或另選變送器。稱重模塊的稱重原理考慮選用CX系列防爆電子秤。其中CXH-128型懸臂梁式防爆電子秤適用于電子伺服秤配料系統(tǒng)。由于CHX-128型防爆電子秤僅僅是從輸出端獲得一個與外力成正比的電壓信號，并不是標準電壓信號，需要給防爆電子秤配備一個變送器，通過其將力學(xué)量轉(zhuǎn)換成標準電壓、電流信號，直接與PLC的模擬量輸入模塊通信。 自動配料系統(tǒng)對建材、化工、冶金、礦山、電力、食品、飼料加工等工業(yè)，設(shè)計開發(fā)了一套基于PLC的配料系統(tǒng)。該配料系統(tǒng)采用一臺變頻器拖動一臺伺服驅(qū)動電機。稱重模塊將重量信號送入PLC，經(jīng)PID處理傳送給變頻器，變頻器根據(jù)流量偏差調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，通過改變轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)電子伺服秤恒流量控制。該配料系統(tǒng)不僅有效的保證了配料配料系統(tǒng)恒流量控制，而且具有工作可靠、施工簡單、全自動控制等優(yōu)點。 自動配料系統(tǒng)主要的工作如下： 1.由PLC、變頻器實現(xiàn)恒流量控制。配料系統(tǒng)通過PLC實現(xiàn)向料斗送料、主輔料配比、生產(chǎn)線正常運行，PID運算。通過變頻器實現(xiàn)對伺服驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 2.通過對控制過程和原理的分析，利用GXdeveloper編程軟件設(shè)計了一個用于配料系統(tǒng)的程序，本程序包括主程序，初始化程序和PID控制子程序。 對人機界面進行了設(shè)計。根據(jù)配料配料系統(tǒng)監(jiān)控要求，設(shè)計了能夠清楚顯示當(dāng)前運行情況、故障情況并易于操作的人機界面 | |
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