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摘　要:本文介紹應(yīng)用變頻器內(nèi)置PID的方法，控制微粉生產(chǎn)加工過程中的給料量。從而實現(xiàn)微粉生產(chǎn)過程中的的閉環(huán)控制，提高了微粉生產(chǎn)過程的控制精度，工作可靠，操作方便。
關(guān)鍵詞:變頻器 PID控制 給料機 濃度傳感器 微粉生產(chǎn)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(chǎn)線進(jìn)行粉體材料加工，是目前科研部門、企業(yè)公認(rèn)最先進(jìn)的方法之一。因為它可以生產(chǎn)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(chǎn)線的控制設(shè)備是先進(jìn)的，它大量使用了變頻調(diào)速技術(shù)，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(chǎn)線主要由給料機、雙蝶閥、氣體粉碎、引風(fēng)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(chǎn)線的主要流程是;粉體物料經(jīng)過給料機、雙蝶閥進(jìn)入氣流磨，通過超音速氣體使物料產(chǎn)生相互碰撞和摩擦后，從而使物料被粉碎，經(jīng)過分級篩選，合格的粉體經(jīng)過捕集器從卸料機排出，氣體經(jīng)引風(fēng)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(chǎn)線的關(guān)鍵，它既影響產(chǎn)品的質(zhì)量，又決定氣流磨微粉生產(chǎn)線的產(chǎn)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(fēng)機擋風(fēng)板的開度、捕集器內(nèi)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(nèi)安放濃度傳感器，根據(jù)測試磨內(nèi)粉體濃度的大小與給定量的偏差，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)給料機的給料量，以確保磨內(nèi)物料的濃度在合適的范圍之內(nèi)。
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(nèi)置PID調(diào)節(jié)器作為氣流磨濃度調(diào)節(jié)器，組成給料機的閉環(huán)控制。從而實現(xiàn)了磨體內(nèi)的濃度控制。
3 變頻器內(nèi)置PID控制
目前大部分的變頻器均有內(nèi)置式PID控制功能，我們選用了三墾SAMCO-i型變頻器進(jìn)行給料機的變頻控制。根據(jù)磨體內(nèi)濃度的變化，通過給料機的變頻控制可實現(xiàn)磨體內(nèi)濃度控制，以達(dá)到氣流磨微粉生產(chǎn)線的最佳產(chǎn)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(jīng)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(nèi)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(nèi)置PID來進(jìn)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(shè)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(shè)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(yīng)曲線如圖3所示。在正常時，給料轉(zhuǎn)速輸出響應(yīng)的下偏差面積與上偏差面積相等，輸出的響應(yīng)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(jīng)調(diào)節(jié)后給料量穩(wěn)定。當(dāng)磨內(nèi)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(shè)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(nèi)藏PID控制(V/F)模式
CD084 　 1　　　VRF-IRF
CD085 　 0　　 CD072轉(zhuǎn)距限制(電動)
CD086 0 　　CD073轉(zhuǎn)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(jié)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(nèi)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(dāng)增加濾波時間常數(shù)。總之控制給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(diào)試人員素質(zhì)要求較高，但對使用者無太高要求，此技術(shù)利于推廣應(yīng)用。