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摘　要:本文介紹應用變頻器內置PID的方法，控制微粉生產加工過程中的給料量。從而實現(xiàn)微粉生產過程中的的閉環(huán)控制，提高了微粉生產過程的控制精度，工作可靠，操作方便。
關鍵詞:變頻器 PID控制 給料機 濃度傳感器 微粉生產線
Abstract:The article introdces the application of the interior PID transducer and the bbbbbb to control the quantity in the process of tiny powder,by this way we could realize the closed loop control in the production of tiny powder and improve the precision in product line of the tiny powder.Another trait is that it is very stable and easy be operated.
Keywords:Transducer PID control Sending material machine Sensor of material level product line of tiny powder


1 引言
采用超音速氣流磨微粉生產線進行粉體材料加工，是目前科研部門、企業(yè)公認最先進的方法之一。因為它可以生產加工出各類微米級與亞納米級的粉體材料。超音速氣流磨微粉生產線的控制設備是先進的，它大量使用了變頻調速技術，既可以節(jié)能，又能十分方便的實現(xiàn)各種控制。本文介紹了給料機用變頻器實現(xiàn)給料機的的閉環(huán)控制。該控制方法操作簡單，工作可靠。
2 閉環(huán)給料控制原理
氣流磨微粉生產線主要由給料機、雙蝶閥、氣體粉碎、引風機、捕集器、分級機等主要部分組成。其工藝流程如圖1所示。
氣流磨微粉生產線的主要流程是;粉體物料經過給料機、雙蝶閥進入氣流磨，通過超音速氣體使物料產生相互碰撞和摩擦后，從而使物料被粉碎，經過分級篩選，合格的粉體經過捕集器從卸料機排出，氣體經引風機排出。由此可見，系統(tǒng)組成的各環(huán)節(jié)是相對獨立而又相互影響的。而分級篩選是氣流磨微粉生產線的關鍵，它既影響產品的質量，又決定氣流磨微粉生產線的產率。而影響分級篩選的因素是較多的，如給料量的大小、粉碎氣體壓力的變化、引風機擋風板的開度、捕集器內濾袋透氣性，物料排出情況等。在上述眾多因素影響下，我們的控制思路是，在磨體內安放濃度傳感器，根據(jù)測試磨內粉體濃度的大小與給定量的偏差，進行PID調節(jié)給料機的給料量，以確保磨內物料的濃度在合適的范圍之內。
我們選用濃度傳感器輸出為(4-20mA)的作為反饋信號，合理的利用變頻器內置PID調節(jié)器作為氣流磨濃度調節(jié)器，組成給料機的閉環(huán)控制。從而實現(xiàn)了磨體內的濃度控制。
3 變頻器內置PID控制
目前大部分的變頻器均有內置式PID控制功能，我們選用了三墾SAMCO-i型變頻器進行給料機的變頻控制。根據(jù)磨體內濃度的變化，通過給料機的變頻控制可實現(xiàn)磨體內濃度控制，以達到氣流磨微粉生產線的最佳產出率。
3.1 給料機閉環(huán)控制的組成
給料機閉環(huán)控制原理如圖2所示，從給料機到濃度測試環(huán)節(jié)，中間須經過雙蝶閥、氣流粉碎兩個環(huán)節(jié)。而雙蝶閥為了密封磨體內氣體，是周期性的相互動作。因此雙蝶閥這環(huán)節(jié)不是一個連續(xù)送料，而是呈脈動式給料方式，這就給給料機控制帶來較大的麻煩。針對這一問題，我們課題組選用了變頻器內置PID來進行控制。
給料機的電機是1.5kW，它的時間常數(shù)較小，而雙蝶閥的最小動作周期是16秒鐘，氣流粉碎的時間過程也較長，因此我們把變頻器的加減速時間設定為35秒。由于現(xiàn)場的干擾信號較多，系統(tǒng)的時間常數(shù)也較大，所以將反饋輸入濾波時間常數(shù)設為25秒。為了防止系統(tǒng)振蕩，PID控制比例增益為0.7。以系統(tǒng)穩(wěn)定性為前題，在考慮到系統(tǒng)的滯后性和脈動性，逐步增加PID控制積分增益。此時給料機的輸出響應曲線如圖3所示。在正常時，給料轉速輸出響應的下偏差面積與上偏差面積相等，輸出的響應曲線是振動型，并且其下偏差面積中的波形突變，是雙蝶閥脈動所造成，經調節(jié)后給料量穩(wěn)定。當磨內濃度較高時，變頻器的輸出值向下偏差移動至濃度正常狀態(tài)。
3.2 變頻器參數(shù)的設定
CD001　 2　　　外部端子信號
CD002　 3　　　外部模擬信號
CD007　 50 　　上限頻率
CD008 0.2 　下限頻率
CD019 　 35　 　加速時間(秒)
CD023 　 35 　　減速時間(秒)
CD054 　0　　　偏置頻率
CD055 　 50　 　增益頻率
CD071 　3 內藏PID控制(V/F)模式
CD084 　 1　　　VRF-IRF
CD085 　 0　　 CD072轉距限制(電動)
CD086 0 　　CD073轉距限制(制動)　
CD120 　 3　　　4-20mA反饋
CD122　 0.7　 PID控制比例增益
CD123　 10　 PID控制積分增益
CD124　 0　 PID控制微分增益
CD125 25　 反饋濾波時間常數(shù)(秒)
4 結束語
在給料機的控制系統(tǒng)里，我們把雙碟閥非線性環(huán)節(jié)考慮為大的延遲環(huán)節(jié)，整個控制采用變頻器內置式PID控制。合理的選用反饋輸入的濾波時間常數(shù)，如物料硬度特性較高時，可適當增加濾波時間常數(shù)?？傊刂平o料量在局部為振動式，整體為均勻。這種使用方法對現(xiàn)場調試人員素質要求較高，但對使用者無太高要求，此技術利于推廣應用。