CN106154963A - 一种送料机构的变频控制系统 - Google Patents

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CN106154963A CN201610654213.5A CN201610654213A CN106154963A CN 106154963 A CN106154963 A CN 106154963A CN 201610654213 A CN201610654213 A CN 201610654213A CN 106154963 A CN106154963 A CN 106154963A
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辛娜
牛谢宝
张可欣
卞德振
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Dagong Qingdao New Energy Material Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Dagong Qingdao New Energy Material Technology Research Institute Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/056—Programming the PLC
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/15—Plc structure of the system
    • G05B2219/15032—Exchange objects having I-O, configuration, status, parameters, functions attributes

Abstract

本发明提出了一种送料机构的变频控制系统，变频控制系统直接与送料电机相连接，通过送料电机驱动送料机构的送料螺旋，通过调节变频控制系统的输出频率，控制送料电机的转速，稳定送料；所述变频控制系统包括主电路和控制电路，主电路在变频控制系统中，直接承担给送料电机供电，包括断路器、变频器；控制电路控制送料电机运行，实现稳定送料，控制电路包括PLC和显示文本屏；所述PLC通过程序控制，控制变频器的正转、反转，同时采集变频器的频率和转速信号，用于显示文本屏显示。本发明的变频控制系统能够实现送料机构的稳定送料，而且能够根据工艺需求任意调节送料量，应用方便简单。

Description

一种送料机构的变频控制系统
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种送料机构的变频控制系统。
背景技术
单纯靠时间控制送料机构的电机，送料量不稳定，从而影响产品质量或工艺效果，变频控制系统可以广泛应用于工业生产有上料需求的送料机构中。
但目前的变频控制系统，控制精度和送料稳定性有限，对于送料精度要求高的场合，无法满足精确控制的要求。
如何提供一种送料精度高、稳定性好的变频控制系统，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出一种送料机构的变频控制系统，解决了现有技术中送料机构送料精度低、稳定性不好的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种送料机构的变频控制系统，变频控制系统直接与送料电机相连接，通过送料电机驱动送料机构的送料螺旋，通过调节变频控制系统的输出频率，控制送料电机的转速，稳定送料；
所述变频控制系统包括主电路和控制电路，主电路在变频控制系统中，直接承担给送料电机供电，包括断路器、变频器；控制电路控制送料电机运行，实现稳定送料，控制电路包括PLC和显示文本屏；所述PLC通过程序控制，控制变频器的正转、反转，同时采集变频器的频率和转速信号，用于显示文本屏显示；
所述控制电路还包括称重传感器，采集出料口称重信号，PLC对称重信号进行PID闭环控制并发出控制信号给变频器，调节变频器频率，从而控制送料电机的转速，实现送料量的控制。
可选地，若设定的送料量与实际送料量有偏差，PLC根据系统控制要求比较设定值与实际值的偏差，经过PID调节改变输出信号以控制变频器对送料电机的转速调节，从而实现送料量的控制。
可选地，比例增益P用来设置差值信号的放大系数，在所述变频器的PID调节中利用目标信号和反馈信号的差值来调节变频器输出频率。
可选地，积分时间I使经过比例增益P放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大或减小，从而减缓变化速度，防止振荡。
可选地，所述积分时间I的取值与拖动系统的时间常数有关。
可选地，微分时间D根据差值信号变化的速率，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短调节时间。
可选地，所述微分时间D的取值与拖动系统的时间常数有关。
可选地，被控送料量在目标值附近振荡，首先加大积分时间I，如仍有振荡，适当减小比例增益P；被控送料量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益P，如果恢复仍缓慢，适当减小积分时间I，或者加大微分时间D。
本发明的有益效果是：
能够实现送料机构的稳定送料，而且能够根据工艺需求任意调节送料量，应用方便简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种送料机构的结构示意图；
图2为本发明变频控制系统的控制框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，送料机构包括料仓、送料螺旋、变频控制系统、送料电机。变频控制系统直接与送料电机相连接，进而通过送料电机驱动送料机构的送料螺旋，可以通过调节变频控制系统的频率，从而控制送料电机的转速，实现稳定送料。
如图2所示，本发明的变频控制系统包括主电路和控制电路。主电路在变频控制系统中，直接承担给送料电机供电，包括断路器、变频器。控制电路根据工艺需求或用户要求，控制电机运行，实现稳定送料，控制电路包括PLC(可编程逻辑控制器)和显示文本屏。
PLC通过程序控制，控制变频器的正转、反转，同时可以采集变频器的频率和转速信号，用于显示文本屏显示。控制电路还包括称重传感器，采集出料口称重信号，PLC对称重信号进行PID闭环控制并发出控制信号给变频器，调节变频器频率，从而控制电机的转速，实现送料量的控制。
显示文本屏是人机对话的窗口，操作人员可通过其进行送料工艺参数设置，也可通过其查看送料电机运行状态。
若设定的送料量与实际送料量有偏差，PLC根据系统控制要求比较设定值与实际值的偏差，经过PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的转速调节，从而实现送料量的控制。
下面详细介绍本发明P、I、D参数的预置与调整：
(1)比例增益P用来设置差值信号的放大系数，在本发明变频器的PID调节中利用目标信号和反馈信号的差值来调节变频器输出频率。一方面，希望目标信号和反馈信号无限接近，即差值很小，从而满足调节的精度；另一方面，希望调节信号具有一定的幅度，以保证调节的灵敏度。因此，任何一种变频器的比例增益P都给出一个可设置的数值范围，一般在初次调试时，P可按中间偏大值预置。
(2)积分时间I，其效果是使经过比例增益P放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大(或减小)，从而减缓变化速度，防止振荡。但积分时间I太长，又会造成当反馈信号急剧变化时，被控物理量难以迅速恢复。因此，I的取值与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数较小时，积分时间应短些；拖动系统的时间常数较大时，积分时间应长些。
(3)微分时间D是根据差值信号变化的速率，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，克服因积分时间过长而使恢复滞后的缺陷。D的取值也与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数较小时，微分时间应短些；反之拖动系统的时间常数较大时，微分时间应长些。
(4)P、I、D参数的调整原则是相辅相成的，运行现场根据实际情况进行如下细调：被控送料量在目标值附近振荡，首先加大积分时间I，如仍有振荡，可适当减小比例增益P。被控送料量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益P，如果恢复扔缓慢，可适当减小积分时间I，还可加大微分时间D。
本发明的变频控制系统能够实现送料机构的稳定送料，而且能够根据工艺需求任意调节送料量，应用方便简单。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，变频控制系统直接与送料电机相连接，通过送料电机驱动送料机构的送料螺旋，通过调节变频控制系统的输出频率，控制送料电机的转速，稳定送料；
所述变频控制系统包括主电路和控制电路，主电路在变频控制系统中，直接承担给送料电机供电，包括断路器、变频器；控制电路控制送料电机运行，实现稳定送料，控制电路包括PLC和显示文本屏；所述PLC通过程序控制，控制变频器的正转、反转，同时采集变频器的频率和转速信号，用于显示文本屏显示；
所述控制电路还包括称重传感器，采集出料口称重信号，PLC对称重信号进行PID闭环控制并发出控制信号给变频器，调节变频器频率，从而控制送料电机的转速，实现送料量的控制。
2.如权利要求1所述的一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，若设定的送料量与实际送料量有偏差，PLC根据系统控制要求比较设定值与实际值的偏差，经过PID调节改变输出信号以控制变频器对送料电机的转速调节，从而实现送料量的控制。
3.如权利要求2所述的一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，比例增益P用来设置差值信号的放大系数，在所述变频器的PID调节中利用目标信号和反馈信号的差值来调节变频器输出频率。
4.如权利要求2所述的一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，积分时间I使经过比例增益P放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大或减小，从而减缓变化速度，防止振荡。
5.如权利要求4所述的一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，所述积分时间I的取值与拖动系统的时间常数有关。
6.如权利要求2所述的一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，微分时间D根据差值信号变化的速率，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短调节时间。
7.如权利要求6所述的一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，所述微分时间D的取值与拖动系统的时间常数有关。
8.如权利要求2所述的一种送料机构的变频控制系统，其特征在于，被控送料量在目标值附近振荡，首先加大积分时间I，如仍有振荡，适当减小比例增益P；被控送料量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益P，如果恢复仍缓慢，适当减小积分时间I，或者加大微分时间D。
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