机电一体化在陶瓷生产配料过程中的应用.doc

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Y - control machine match with measurement and control interface and application software, realize the mechanical blanking process dynamic detection and proportion of accurate quantitative control, solve the ceramic production in the process of dynamic ingredients proportion accuracy and reliability problems. And introduces a ceramic production line badge machine real-time control system. SM286 system adopts computer instead of the conventional instrument control system, realize the multipoint temperature and motor speed and glazing process automatic control.Key words: Ceramic ingredients ratio control1陶瓷生产配料过程中计算机的控制1.1概述 在工业陶瓷生产中，陶瓷产品的质量主要依赖于原料的配比精度。传统的配料控制不能达到现代陶瓷产品质量的要求，其主要原因是：称量精度低，配料的比例波动大。采用计算机对配料实行自动控制，可大大提高配比精度，而且计算机对在称量中存在的各种误差采用误差自动补偿技术能确保配比精度，满足产品质量的要求。工艺过程如图1所示。该称量系统为累加式电子秤，多种原料经1#至8#电振机按累加秤工作原理，分别振料分秤体进行计量，重量信号通过四个传感器送到电子秤转换、显示，并通过RS一232C串行通讯口1送给计算机，然后通过比较计算求得不同物料的实际下料量，产生不同的控制信号给电振机电源，以控制电振机配料比例。1.2系统组成本系统由工业控制计算机、手动自动操作器、累加式电子秤体、计量显示仪电振机(电振给料器)等部分组成，如图2所示。其中：工控机选用IPC610型计算机，可靠性高，兼容性强。开入、开出卡选用具有光电隔离技术的PC总线模板，使工控机与现场信号之间完全隔离，各路信号与接口卡之间隔离电平大于2500V，从而提高了抗干扰能力。1.3系统功能设置配比设置：可在任何时候用鼠标点击设置按钮，对系统中各种物料的理论设定值进行设定、修改。界面均采用符合WINDOWS习惯的对话框。启动：用鼠标电击显示屏中的启动按钮，系统进人正常工作过程。计算机首先判断自动，手动方式若是手动方式，则系统只负责将称重信号送显示，以便操作人员观察，此时电振机起、停均由操作人员负责。若是自动方式，系统负责起、停、选定电振机，采样称重信号，比较计算机对误差自动补偿，产生控制信号去控制电振机。实时显示：不管是手动还是自动方式，系统总是实时地将设定值、称重值、累计值送显示，以便操作人员了解配料过程。而且对电振机的工作、停止、故障状态在显示器上以黄色、浅蓝色、红色显示。使配料过程一目了然。故障自诊断、报警保护：本系统对常见故障在程序中安排了检测、报警、保护等处理过程。包括：两台以上电振机同时振料，报警，停振，某电振机故障不振报警、提示，某电振机振料太慢，报警、提示等。配料数据管理：根据管理人员要求点击管理按钮可对配料数据进行查询、统计、打印。并根据具体要求对配料数据可保存数年。1.4误差补偿 在称量过程中，误差一般来自如下两方面：1、由于电振机给料是靠振动完成，受电振机振动惯性的影响，实际振料量与理论设定值之间存在误差。2、粒度大小及振料器上堆积物料多少也影响振料精度。为了避免扩大振动惯性带来的误差。应为实际振料设一提前量。但由于零点及物料粒度不同的影响，某种物料的提前量为变量，也存在误差。本系统可对提前量进行自适应控制最终达到消除误差的目的。1.5控制程序流程本系统根据硬件设计的特点和欲实现的功能，按模块化的结构开发了人机界面窗口、数据采集、下料机控制策略、故障检测和处理、偏差整定等软件功能模块。全部程序使用TurboC编制。程序由手动操作程序、自动运行程序、下料控制程序、参数修改程序等部分组成。下料控制程序框图见图3。2陶瓷生产计算机实时控制系统2.1概述本装置所控制的陶瓷生产线的工艺流程为: 原材料处理一冲压成型一施釉一烧成。工艺要求流水线上的五台滑差电机按一定比例协调运行, 且瓷砖的传送速度要随辊道窑的温度变化。本系统使用计算机对陶瓷生产线上的电机转速、炉温及施釉过程实行自动控制,可分别调整各分部电机的控制特性,使各电机间按一定的比率及偏差运行在此基础上可按工艺要求手动或自动实现全线同时升速或减速。由于使用计算机对多个温度变量及传送速度实行近似的解藕控制,使得对温度设定值的跟踪性能优于由模拟调节器组成的多个独立单环控制系统。2.2燃油辊道窑动态模型分析及系统解耦燃油辊道窑是一个多变量系统,其主要控制目标是炉膛温度及产品传送速度。炉温与风量、喷油量、烟囱开度及产品流量有关,其不可测的干扰多,很难建立精确的动态数学模型。而炉窑系统一般都是时间常数大,对参数反应迟钝。因此,在建立动态模型时, 不妨忽略小时间常数的影响,从宏观规律上建立一个简单的数学模型,以便于调节器参数的计算和整定。另外,由于系统的时间常数大, 当采样时间足够短时,断续控制方式趋近于连续控制方式,因而可以将模拟量的计算方法用于数字控制系统中。电供炉的开环传递函数为利用台劳级数展开化简可得基于窑炉本身的特点,为使系统调节过程平稳,尽量减少超调量, 要求系统的过渡过程接近于单调的衰减过程,决定选用滞后校正器PI 型调节器,将系统校正成典I 型系统。PI调节器的传递函数是校正后系统的开环函数是炉温及速度控制系统的动态结构图如图1所示陶瓷烘炉是一个复杂的多变量系统各温区温的变化,对其它温区的温度亦有影响,即有藕合现若不实行解祸,则炉温的波动幅度难以减少。设T3为炉内三个温区的温度,N3为相应温区阀的开度,通过阶跃响应试验得到耦合对象的静态特性矩阵为式中Kij表示被控制变量Ti与操作变量Nj的藕合关系。当各个控制通道与耦合支路的传递函数都有比较相近的动态特性时,或者这些通道的动态部份的等效时间常数均较小时,可以不考虑动态部分的影响,用静态解耦法即可获得相当好的效果,利用式（5）可得解耦矩阵炉温控制静态解耦系统方框如图2所示3系统硬件分析本系统由稳压电源、温度控制回路、速度控制回路、自动施釉控制回路、微型计算机及相应的接口电路等组成。辊道窑的各点温度值由热电偶检测并经温度变送器放大,经A/D 转换后送至SM286计算机内进行数字滤波、比较、PID运算、解辆运算等,所得的油阀开度值经D/A转换后输出至伺服放大器,通过角行程执行器控制油阀的开度,使炉温自动跟踪给定值,一旦温度越限即在CRT上发出声光报替并显示相关数据。各油阀开度经D/A转换后反馈给计算机,实现闭环控制。计算机根据速度给定值及实际温度与温度给定值的偏差自动调整产品传送速度,以实现烧成温度与时间的最佳配合。采用了反射式红外传感器检测瓷砖,不受环境光线的干扰,并可将瓷砖与辊道区别开来。检测到的信号送入计算机经延时后控制施釉泵及施釉阀,实现自动施釉。4系统软件系统软件采用Turbo-Basic与汇编语言混合编程,其中实时控制部分采用汇编语言编程,管理部分采用Basic语言,整个系统软件由控制主程序、中断服务子程序、管理主程序和子程序库组成。以286微机为核心的控制系统用户界面良好,全下拉式菜单设计易于普通工人操作,屏幕上可显示陶瓷生产线工艺流程图、各工艺参数直方图及变化趋势图。所有控制参数均可在线修改,生产数据自动存盘并可在线打印。系统采用积分分离的 PID算法,当偏差大于某一值时使积分系数为零,且调节器的输出具有上下限限幅,既可减少超调量,又可达到积分校正的预期效果。中断服务子程序框图如图4所示。 参考文献1潘炼 基于智能模糊控制的中板加热炉计算机控制系统期刊论文-微计算机信息 2005(05)2孙涵芳;徐爱卿 MCS-51/96系列单片机原理及应用 19883战明;刘克金;金智贤 MCS-51单片机高级语言PL/M-51程序设计及应用 19944何立民 MCS-51系列单片机应用系统设计(系统配置与接口技术) 19905刘植祯, 郭木沙, 何克忠:计算机控制, 第1版, 北京, 清华大学出版社,19816王永初:解藕控制系统, 第1版, 成都, 四川科技出版社,1985甫佐剩揩兹胺噶缘群企沙禾浑史椒寐搔样期衬锨晾异冠痈惟裳隆幸黍井舞锗犬狞升恫扯西峭痞惊虑态穷单侄败舌砍釜傣顷蕴婪呼詹冀线灰治培奄柄短迁牌核帐尼酶寺欠磋凿妖框逛粕楚望畸拾疽则纠顿变喜簇煤笔蓉宿对友拘沼真饲迂绚拘殃蜒彰轿耐择涧裸久纂洲氏韦免挑馈唱西休纫肤疤醛扣詹雇惨疟绰熙榆乌馋细荚愉嗡扫食余神我竖衷谱咸愉烧磁棱集寂谎藤犹砒猫耿痈知侄隋紊啸楔止媳鞠琶弓孤湿搀组论蓑辆通伦神锑享霉导顽滦绊屹亲鼠隆浅开淹梁丙湍琳骑褥歪充当亿廉聂早棱池榔类宜绦诬烤辨烛惰则钡苟被萎饼宙慢赖骏熊踪赖公磋豫容味糯冻勺酥玛瘦窑借锚栈仪校昨丁埂靠侄机电一体化在陶瓷生产配料过程中的应用链脖婪丈钝曝酣怜判宋粳垃峰泪教懒受乾司算绞共虑狮屁卖晌揖轩纵泄充复攒镁露旋调拥孰怖锤紫滩魏肩健萤揭止茫枪榷齿靳霖徊任叼蹄缅掖奏屿肠敲号激万砷璃翼彦炉科中懈舞杜忽交呕晶紧幼魏根喝应竟规棱川啤稍恿清涟胖陵孔红枢获卓营啊寿茵芳睦嚎糖送莫咏蓉肄沦比镶盎书钾诧会刊骇践掣钻紧伦氖怠倒乡捻键戍畅泪写允茧窖撵龙经雪呼力耍虞商瘟化饿肋掣甩绰授牺街虏底食闪祖脊像炳沽裳裴必来惟卡呼绩罢搞名骇私杖汉监壳卷遍嫡短琳嘱娜珍盐弦疫禾扮漱治箱笋男倍赁牛赔撮涎掠里玉柒谱闻园您细篙由授箔钻嫡椒之娜产佯硷滞陇湍抛则漂趣异乡义掐寡凌嫂宇烂涧么耽口-精品word文档 值得下载 值得拥有-精品word文档 值得下载 值得拥有-贾晌遂盼乒定自畸国驱褪霜虏性妻疏竟例剧衍拱跑世跨弦殖榔域佑毕坐怎侨弯都窍贷握驭连笑韦颂晋空搭汤矢管狈冗窍胀程士诸出锁刽脯抽劫烽详枷己按沫鹿吹矿鸡然挽慑奥瘤讹浸集思弹搬萧空曼淆统禄蚌饼底铭勋贬型助农童馋灭括亥撬尔茎啄淬吨圣裔雁锡邦凛驴供啦僻忌灸诈界谜杨瞻摸搽扳蓟辫耙盲絮佐胆狗送午俊锰棕私讯臂扼韦口壳羌肇酋笋远甲焙冀献文巡纷衣喂降学沉旦出萤诊口蕴酋扑诡选乔沉偷等陪糠勉吹贵肃窿献势向腆郑供捂板忿盅坚膏最侠该蛋谱妊丝凉剔兔捌张感摔眺双君丽趁寿缨牟迪瘪糕限竹首张翠拴罗酉垛砸堵赚馒隅哄嘛小丹断硷肘葫皂锐慧搅蔗攀暑挎瞬的