自动化机器人

皮带机智能变频调速节能控制系统

编辑:严海龙 来源:作者原创 2020-08-25 我要评论 浏览量:

随着智能工厂发展,智能控制的发展也非常迅速,从原来的简单化系统控制发展成为现在比较复杂的智能控制系统。而在皮带机的控制系统中,也不断有新的技术可以让皮带机的工作更

随着智能工厂发展,智能控制的发展也非常迅速,从原来的简单化系统控制发展成为现在比较复杂的智能控制系统。而在皮带机的控制系统中,也不断有新的技术可以让皮带机的工作更加高效,更加节能。变频调速技术就是其中的一种。为了让皮带机的无级平滑调速得以实现,它通过变频器对电源的输出频率进行改变,任意调节电机的转速,实现根据需要量自动调速。智能调速系统将模糊控制与PLC结合在一起,利用PLC来对模拟控制进行实现,这样就不仅能够让PLC的灵活、可靠、适应性强等优点保留下来,还能够让控制系统更加的智能化。

 

一、皮带机的模糊控制技术

 

1、模糊控制的原理

 

  皮带机的模糊变频调速控制是把检测值输入到模糊控制器当中,得到一个经过了一系列流程的确切控制量,分别是模糊化、模糊推理以及清晰化操作,再将其作用到被控设备之中。在实际情形下,为了可以让工控机在线的计算量减少,通常是采用离线计算的方式,形成一个模糊控制表,再将这个表以数据模块的形式储存在计算机的程序当中,当接收到一组输入时,能够根据模糊控制表来给出相应的输出值。这个方法能够让原本非常复杂的计算过程用查表的方法来解决,让工作变得更加高效。

 

  在皮带机控制系统中,根据皮带机实际输送量来建立一个非常准确的数学模型,主要的原因是系统存在着滞后、时变以及非线性等现象,也因为各物料输送量的不同,启动的加速度也有所差异,因此在建立数学模型的时候会遇到很多困难。在这种情况下,就使用模糊控制技术来对皮带机进行控制,当皮带机电机的电压值达到额定电压之后,变频器就可以根据输送量对电机进行调速的工作,同时利用传感器采集实际的速度和物料重量,并将采集得到的结果与电机速度对比,对误差以及误差的变化进行计算,再对其进行计算输出,这个输出值就可以输入到变频器当中,实现模糊控制。

 

2、模糊控制结构

 

  模糊控制器的确定量输入首先要先经过模糊化接口,对其进行模糊化操作,将原来的确定量转换成为一个模糊矢量,这样才能够将这个模糊矢量用在模糊控制当中。而模糊控制表是隶属于矢量值,用来对各种变量的数据储存。而控制策略就是在模糊控制表以及输入模糊量的基础上,再进行模糊推理,最终得到控制策略。由于最终得到的输出值是模糊量,因此必须对其进行相应的转化,转化成精确量,才能够进行控制操作。

 

  智能控制系统在模糊控制器的选择上,采用单输入单输出的控制器。在模糊控制器方面,对于输入值和输入值的精度要求非常高,而模糊控制的本质就是对人的思维进行模仿,通过推理来实现模糊控制,因此输入量必须要从精确梁通过模糊化来转化成模糊语言变量。在模糊控制器完成推理工作之后,也要将相应的模糊语言变量通过清晰化来转化成精确量,在经过D/A转换之后,精确量就会被转换成模拟的电压值,这时候再控制变频器的输出频率,从而实现电机的调速,达到输送要求。通过模糊控制的方式进行调速,不仅能够更加节能,在性能上也有着非常出色的表现。

 

变频调速系统的实现

 

1)系统结构

  在智能控制系统中,每一台电机的转速都要经过一台变频器来完成。变频器在控制端的输入信号采用了PLC输出的模拟量信号来完成,而且电机在性能方面各有不同,机械的负载也各不相同,变频器的容量应该比电机容量要大,大约1.2倍左右。

 

2)流程的控制以及软件的实现

  在手动状态时,设备启停靠岗位人员操作,电机的初始转速,设定为额定转速或者稍低于额定转速。当自动状态时,由中控启动一级皮带机,在经过一定时间后,二级皮带机自动运行,经过一定时间,三级皮带机运行。当中控按下停止按钮,皮带机以相反顺序延时停机。

 

3)主回路连接

  变频器直接与50Hz、三相380V的交流电源相连。输出端则直接与交流电机相连。由于变频器的内部将电流由交-直变换成了直流电,并在逆变器的作用之下,改变成了设定好的交流电,因此变频器输出的电流也为三相交流电。通过这样的方式,就可以顺利达到调速的目的。在整个电路系统中,为了避免事故的发生以及让系统更加安全和可靠,必须要对设备进行接地的操作。

 

4)控制回路的输入信号连接

  根据变频调速的原理,把输送量的计算电路接入到变频器的控制输入回路当中,然后由电压或电流信号来对变频器的输出转速进行控制,也就是PLC输出的模拟量。在这种情况下,设定的电压值或者电流值应该与变频器的输出频率成正比例关系。

 

结论

  智能调速控制系统将PLC与模糊控制科学地结合在一起,模糊控制的实现由PLC来实现,这样不仅能够让PLC的灵活可靠等优点得以保留,还让整个皮带机的控制系统更加的智能化。这个系统充分的利用了变频调速技术以及模糊控制技术的特点,让整个系统能够更加的高效和节能,这也是未来智能工厂皮带机控制系统发展的趋势。

 

作者:严海龙

皮带机智能变频调速节能控制系统

 

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