風壓平衡器自動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

1、風壓平衡器自動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 風壓平衡器自動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)摘 要： 要：本文介紹了西門子 S7-200 可編程序控制器在風壓平衡器自動控制系統(tǒng)中的設計與實現(xiàn)。結合卷煙生產(chǎn)工藝，分析了在卷煙生產(chǎn)過程中應用風壓平衡器的必要性。根據(jù) S7-200 可編程序控制器的特點，詳細介紹其在控制風壓中運用的控制原理，軟件及硬件的實現(xiàn)方法。設計完成的系統(tǒng)運行可靠、操作方便、具有很強的實用性。 關鍵詞： 關鍵詞： 風壓 風壓平衡器 PID 調

2、節(jié) 可編程序控制器 步進電機 傳感器1. 1. 前言 前言卷接機組的工藝風力主要應用于在卷煙過程中的煙絲提升與除塵及在卷煙接嘴過程中，將煙支及嘴棒通過風力產(chǎn)生的負壓使煙支吸在接嘴轉輪上，實現(xiàn)煙支與嘴棒的接合。工藝風力參數(shù)是按卷接機組數(shù)量來設計的，每臺機組的風路支管是以并聯(lián)的方式接入風力總管的。由于各卷接機組的工藝風力參數(shù)彼此有差異，因而各機組的風路支管壓力應視機組工作狀態(tài)來確定不同的壓力值;或當有機組出現(xiàn)故障或因生產(chǎn)調度安排，要求某些機

3、組關閉或更換卷煙牌號等原因，造成主觀或客觀上的停機，使處于正常工作的機組的風壓 風壓發(fā)生變化，影響機組工作。一種可行的解決方案是：在每臺卷接機組的風路支管上加裝控制風壓的風壓 風壓平衡器。風壓 風壓平衡器的風閥在一定范圍內變化，調節(jié)風壓 風壓，而不改變風量。因而采用風壓 風壓平衡器可以使卷接機組支管上的風壓 風壓保持穩(wěn)定，卷接機組的煙絲提升與除塵和在卷煙接嘴過程處于最佳狀態(tài)。由于可編程序控制器具有優(yōu)越的性能、高度的可靠性，面向工業(yè)控制對

4、象的特點，因而風壓 風壓平衡器的控制系統(tǒng)中，采用可編程序控制器不失為一種合理選擇。實踐證明：基于可編程序控制器設計的風壓 風壓控制系統(tǒng)，具有控制精度高、工作穩(wěn)定、開發(fā)周期短等優(yōu)點，滿足了生產(chǎn)的要求。兩路風壓 風壓模擬量輸入，檢測風壓 風壓的傳感器為 4-20Ma 電流型輸出的，而 EM231 的測量量程為 0-20Ma，因此系統(tǒng)采集的風壓 風壓信號需經(jīng)線性變換才能得到其真實值。模擬量輸入是系統(tǒng)調節(jié)的依據(jù)?，F(xiàn)場總線適配卡（EM277），可

5、將 S7-200 CPU 以子站方式接入 PROFIBUS 現(xiàn)場總線，與在總線上的主站通訊，由主站監(jiān)控。事實上，卷接機組往往有許多臺套，每臺機組上的 CPU212 均可接入總線，以便設備狀態(tài)監(jiān)控及生產(chǎn)管理上。人機接口設備（TD200）用于監(jiān)測單臺工作狀態(tài)和設定控制參數(shù)，它采用 PPI 通訊方式與 CPU212 交換數(shù)據(jù)，當有多個 CPU212 接入現(xiàn)場總線時，可在總線上接入采用 MPI 或 DP 方式的人機接口設備，取代TD200，實現(xiàn)

6、單臺 HMI 設備對所有 CPU212 的監(jiān)控。3. 3. 控制系統(tǒng)的控制原理 控制系統(tǒng)的控制原理如圖 2 所示，風壓 風壓平衡器的控制系統(tǒng)采用帶死區(qū)的 PID 控制算法。圖中的p（k）為設定風壓 風壓差 r（k）與實際風壓 風壓差 y（k）圖 2偏差信號，它是 PID 調節(jié)的輸入，滿足以下條件：當│r（k）-y（k）│>e 時，p（k）=e（k）;當│r（k）-y（k）│<=e 時，p（k）=0;±e 為死區(qū)范圍