PLC在隨動控制系統(tǒng)中的應用
0 引言
介紹PLC在隨動控制系統(tǒng)中的應用，并給出了其PLC控制系統(tǒng)在化工、冶金、輕工等行業(yè)中，有許多是當某變量的變化規(guī)律無法預先確定時間函數(shù)時，要求被控變量能夠以一定的精度跟隨該變量變化的隨動控制系統(tǒng)。隨著PLC的指令系統(tǒng)和功能模塊的不斷完善，它在隨動控制系統(tǒng)中的應用也越來越廣泛。
1工藝過程和控制要求
攪拌機工藝流程如圖1所示。從木材加工廠運來的木屑、刨花經分揀、清理后人料倉，通過螺旋給料機將它們輸送到攪拌機，其間刨花量由刮板稱上的壓力傳感器檢測。同時膠泵抽取膠液，用電磁流量計檢測膠的流量；刨花和膠要按一定的比率送到攪拌機內攪拌，然后將混合料供給下一道熱壓力機工序蒸壓成型。要求控制系統(tǒng)控制刨花量和膠量恒定，并有一定的比例關系，即膠量隨刨花量的變化而變化，精度要求小于3％。
圖1攪拌機工藝流程圖
2 控制方案
根據(jù)刨花板的生產工藝過程和質量控制要求，攪拌機控制系統(tǒng)實際上是一個雙參量隨動控制系統(tǒng)。刨花量的輸出作為膠量輸入的設定值，兩個輸出量除自身保持穩(wěn)定外，還要求它們之間有一定的比例關系。
實際生產中為了保證刨花量與膠量的恒定和一定的配比關系，刨花回路采用比例控制，即要求運算器的輸出信號與偏差信號成正比。這里的偏差信號實際上就是由傳感器測出的螺旋給料機輸出的刨花量與給定值之差。這個信號比例放大后作為螺旋給料機的電機控制器的輸入信號，以控制刨花量的穩(wěn)定。膠液回路采用比例積分控制系統(tǒng)，可減少階躍擾動時的余差。膠泵電機由可控硅調速器控制轉速， 流量計測量膠量的大小并反饋，與膠量設定值進行比較，積分運算后作為可控硅調速器的輸入信號，刨花板生產控制原理圖如圖2所示，圖中的開關可選擇隨動／獨立控制方式。
圖2控制原理框圖
在這個控制系統(tǒng)中，由于膠流量及刨花量的檢測信號、螺旋給料機的電機驅動器及可控硅調速器的輸出電壓都是連續(xù)變化的模擬量，因此攪拌機控制系統(tǒng)是一個模擬量控制系統(tǒng)。對這樣一個模擬量隨動控制系統(tǒng)，采用PLC來控制，控制性能可以得到極大的改善。
3 PLC的選擇
攪拌機控制系統(tǒng)輸入信號有7個，其中用于啟動、停車、隨動選捧的3個輸入信號是開關量，而刨花給定、壓力傳感器信號、流量計信號4個輸入信號是模擬量；輸出信號2個，一個用于驅動晶閘管調速器，另一個用于驅動螺旋給料機，均為模擬信號。根據(jù)I／O信號數(shù)量、類型以及控制要求，選擇FX2-1 6MR主機，4通道模擬量輸入模塊FX2-4AD，2通道模擬量輸入模塊FX 一2DA，這樣共8個開關量輸入點，8個開關量輸出點，4個模擬量輸入通道，2個模擬量輸出通道，能夠滿足控制要求。PLC主機與外部模塊連接如圖3所示。
圖3 PLC主機與外部模塊連接圖
4 I/O地址編號
將7個輸入信號、2個輸出信號按各自功能類型分好， 并與PLC的I／O端一一對應，其外部信號與PLC的I／O端地址編號對照表如表1所示。
5 程序設計
根據(jù)控制原理圖2，刨花量設定經FX2-4AD的CH1通道和壓力傳感器的刨花反饋信號經A／D轉換后作差值運算，并取絕對值，然后乘比例系數(shù)KF=2，由FX2-2DA的CH1通道輸出；當SK轉換到隨動方式時，刨花的反饋量作膠的給定量， 反之， 由膠量單獨給定。兩種輸入方式都是將給定量與反饋量作差值運算，通過PI調節(jié)，抑制輸入波動達到控制要求。攪拌機控制系統(tǒng)的梯形圖程序設計如圖4所示。
圖4攪拌機控制系統(tǒng)梯形圖程序
6 結束語
模擬量是在時間上、是數(shù)值上都連續(xù)變化的物理量。溫度、濕度、壓力、流量、速度等都是模擬量。輸入、輸出都是模擬量的控制系統(tǒng)叫模擬控制系統(tǒng)。模擬量與開關量有著明顯的區(qū)別。模擬量具有初始性、連續(xù)性、轉換性和過程性。隨著PLC的廣泛應用，各生產廠家都為PLC增加了功能指令與模擬量專用模塊，以滿足模擬量控制的基本要求，有了功能指令和模擬量的輸入／輸出模塊，PLC的模擬量控制是非常方便的。
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