配料传送自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配料传送自动控制系统，包括：信号检测单元，用于实时检测并输出用于承载配料的输送带的单位体积荷重、以及所述输送带的速度信息；流量积算单元，用于根据所述单位体积荷重和速度信息进行流量积算，得到喂料量的实际值；ＰＩＤ算法控制单元，用于取喂料量的给定值和所述喂料量的实际值之差的绝对值作为偏差值ｅ，对该偏差值ｅ进行比例、积分、微分运算后输出偏差信号；变频控制传动单元，包括变频器和驱动电机；所述驱动电机用于驱动所述输送带运动；所述变频器根据所述偏差信号调节所述驱动电机的频率。本发明专利技术的技术方案是一个动态的自动控制系统，剪切精度可达１％，精度高，而且系统稳定，满足了工艺要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自控领域，具体涉及一种配料传送自动控制系统。
技术介绍
工业化生产中，常常需要采用输送带来运送需要的配料；以石膏板为例，其生产是 一个连续的生产过程，生产石膏板所需的原料——熟石膏粉的定量配料是影响石膏板质量 的一个重要因素，目前熟石膏粉的定量配料主要是采用传感器、仪表加变频调速控制系统 的方法来进行配料。然而由于检测、建模、算法的原因，配料的精度一般只能控制在1.5%左右。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种配料传送自动控制系统，配料精度可达到 1%。 为了解决上述问题，本专利技术提供了一种配料传送自动控制系统，包括 信号检测单元，用于实时检测并输出用于承载配料的输送带的单位体积荷重、以及所述输送带的速度信息； 流量积算单元，用于根据所述单位体积荷重和速度信息进行流量积算，得到喂料 量的实际值； 比例积分微分PID算法控制单元，用于取喂料量的给定值和所述喂料量的实际值 之差的绝对值作为偏差值e，对该偏差值e进行比例、积分、微分运算后输出偏差信号； 变频控制传动单元，包括变频器和驱动电机；所述驱动电机用于驱动所述输送带 运动；所述变频器根据所述偏差信号调节所述驱动电机的频率。 进一步地，所述信号检测单元包括 荷重传感器，用于实时检测并输出输送带的单位体积荷重； 光电编码器，用于检测所述驱动电机的角速度，将该角速度作为输送带的速度信 息输出。进一步地，所述信号检测单元还包括 滤波模块，连接在所述荷重传感器的输出端和流量积算单元之间，用于滤去突变 的单位体积荷重。 进一步地，流量积算单元进行流量积算具体是指 以所述角速度乘以所述输送带的驱动滚筒的周长，得到线速度； 然后用该线速度乘以输送带垂直于平移方向的横截面的面积，得到流量； 用该流量乘以所述单位体积荷重，得到喂料量的实际值。 进一步地，所述流量积算单元还用于将所述喂料量的实际值相应变成标准的4 20毫安的积算信号，然后输出。进一步地，所述的系统还包括 PLC输出模块，用于将所述PID算法控制单元输出的偏差信号进行标定，变成标准 的4 20毫安的偏差信号输出。 进一步地，所述变频器中保存有不同大小的毫安值与不同频率值之间的对应关 系，根据PLC输出模块输出的标准的4 20毫安的偏差信号，将所述驱动电机的频率调节 为偏差信号的毫安值所对应的频率值。 进一步地，所述PID算法控制单元输出的偏差信号CV为 CT = +《《+《rf[户r —— 1)/ tft +历as 其中，Kp为比例增益常数，Ki为积分增益常数，Kd为微分增益常数；dt为采样间 隔时间；PV为喂料量的实际值，PV(n-l)为前一次采样时的喂料量的实际值；E为偏差值e ; E(n-l)为前一次采样时的偏差值e ;Bias为前馈值。 进一步地，Kp范围是1. 2至2. 3， Ki范围是20至50， Kd为0， Bias为0。 进一步地，Kp与所述偏差值e成正比，Ki与所述偏差值e成反比。 本专利技术的技术方案是一个动态的自动控制系统，剪切精度可达1%，精度高，而且 系统稳定，满足了工艺要求。本专利技术的一个优化方案通过荷重传感器检测的荷重的多少控 制预给料机，使输送带上的单位长度的配料重量尽量保持稳定。本专利技术的另一个优化方案 对荷重传感器输出的荷重信号进行了滤波，提高了系统的稳定性。本专利技术的又一个优化方 案通过PID中参数的设定，提高了喂料量的调整精度。附图说明 图1为本专利技术实施例一的配料传送自动控制系统的结构示意图。 具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行更详细的说明。 实施例一， 一种配料传送自动控制系统，本实施例中以熟石膏粉为例进行说明，实际应用中可以是其它类似的配料；如图1所示，所述系统包括 信号检测单元，用于实时检测并输出载有熟石膏粉的输送带1的单位体积荷重、 以及所述输送带的速度信息。 在本实施例中，所述信号检测单元包括 荷重传感器5，用于实时检测并输出输送带1的单位体积荷重； 光电编码器6，用于检测用于驱动所述输送带1运动的驱动电机8的角速度，将该角速度作为输送带1的速度信号输出。 实际应用时，信号检测单元也可以用该角速度乘以所述输送带1的驱动滚筒9的 周长得到线速度，也就是输送带1的平移速度，将该线速度作为输送带1的速度信息输出。 另外，可以用其它方式进行荷重和速度信息的检测，比如用压强传感器得到压强后推算出 单位体积荷重；再比如用其它测速设备检测所述角速度，或直接测出输送带1的平移速度。 流量积算单元2，用于根据所述单位体积荷重和速度信息进行流量积算，得到熟石 膏粉喂料量的实际值X。 在本实施例中，所述信号检测单元还可以包括一滤波模块，连接在所述荷重传感 器5的输出端和流量积算单元2之间，用于滤去突变的单位体积荷重；这样可以提高系统的稳定性；"突变"可以根据实际情况定义，比如可以是当前检测时刻的单位体积荷重与上一 检测时刻的单位体积荷重之差的绝对值大于一阈值时，判定为"突变"。 在本实施例中，如果速度信息为所述角速度，则流量积算单元2进行流量积算具 体是指 以该角速度乘以所述输送带1的驱动滚筒9的周长，得到线速度； 然后用该线速度乘以输送带1垂直于平移方向的横截面的面积，得到流量； 用该流量乘以所述单位体积荷重，得到熟石膏粉喂料量的实际值。 如果速度信息为线速度，则流量积算单元进行流量积算时就不用再计算线速度了。 所述流量积算单元2还可以用于将所述熟石膏粉喂料量的实际值X相应变成标准 的4 20毫安的积算信号，然后输出。PID (Proportion Integration Differentiation,比例积分微分)算法控制单元 3，用于取熟石膏粉喂料量的给定值W和所述熟石膏粉喂料量的实际值X之差的绝对值作为 偏差值e，对该偏差值e进行比例、积分、微分运算后输出偏差信号。 在本实施例中，所述PID算法控制单元3输出的偏差信号CV为 Cr = ++《i//fifr +历os 其中，Kp为比例增益常数，Ki为积分增益常数，Kd为微分增益常数；dt为采样间 隔时间；PV为喂料量的实际值X， PV(n-l)为前一次采样时的喂料量的实际值X ;E为过程 变量，即PV与喂料量给定值的偏差值e，等于|W-X| ;E(n-l)为前一次采样时的过程变量； Bias为前馈值。在本实施例中，Kp范围是1. 2至2. 3， Ki范围是20至50， Kd = 0， Bias = 0。 在本实施例中，Kp、Ki根据偏差值e的大小来调节，Kp与所述偏差值e成正比，Ki 与所述偏差值e成反比。 在本实施例中，如果所述流量积算单元2输出的是4 20毫安的积算信号，则PID 算法控制单元中，则所述熟石膏粉喂料量的给定值也是标准的4 20毫安的信号。 在本实施例中，所述系统还可以包括PLC输出模块7 ;所述PLC输出模块7用于将 所述PID算法控制单元3输出的偏差信号进行标定，变成标准的4 20毫安的偏差信号输 出。 变频控制传动单元，包括变频器4和驱动电机8 ;所述变频器根据所述偏差信号调 节驱动电机8的频率，从而改变所述驱动电机8的角速度，以达到调节熟石膏粉配料量的目 的。 在本实施例中，变频器中保存有不同大小的毫安值与不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配料传送自动控制系统，其特征在于，包括：信号检测单元，用于实时检测并输出用于承载配料的输送带的单位体积荷重、以及所述输送带的速度信息；流量积算单元，用于根据所述单位体积荷重和速度信息进行流量积算，得到喂料量的实际值；比例积分微分ＰＩＤ算法控制单元，用于取喂料量的给定值和所述喂料量的实际值之差的绝对值作为偏差值ｅ，对该偏差值ｅ进行比例、积分、微分运算后输出偏差信号；变频控制传动单元，包括变频器和驱动电机；所述驱动电机用于驱动所述输送带运动；所述变频器根据所述偏差信号调节所述驱动电机的频率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白宏成，周建中，杨震，李瑞亭，候迎春，
申请(专利权)人：北新集团建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]