作為新興的工業,近20多年以來,我國的飼料行業得到了迅速發展。目前,我國飼料顆粒機設she備bei的de成cheng套tao能neng力li已yi具ju備bei一yi定ding的de規gui模mo和he水shui平ping,然ran而er我wo國guo飼si料liao顆ke粒li機ji的de自zi動dong化hua控kong製zhi技ji術shu普pu遍bian較jiao低di,因yin此ci迫po切qie需xu要yao在zai建jian立li其qi仿fang真zhen模mo型xing的de基ji礎chu上shang提ti出chu新xin的de控kong製zhi方fang案an。顆ke粒li機ji有you多duo種zhong形xing式shi,須xu注zhu明ming本ben課ke題ti的de研yan究jiu對dui象xiang是shi環huan模mo顆ke粒li機ji。
飼料顆粒機生產過程是1個多輸入,多輸出且具有大滯後的複雜對象。其輸入變量有喂料速度、蒸汽加入量、飼料特性等,輸出變量有物料溫度、飼料含水量、飼料熟化度、主機電流等。其複雜性體現在各輸入、輸出變量之間的非線性關係、相關性以及滯後性。
本文利用LabVIEW對飼料顆粒機的特征模型進行了仿真,它直觀、方便並且還具有仿真精度高、效率高的特點。通過圖形界麵就可以完成儀器操作、控製硬件、分析數據、顯示結果。仿真結果與顆粒機的實際運行情況相符。該模型可用於飼料顆粒機控製係統的研究。
2、顆粒機的特征模型
2.1 顆粒機生產過程的描述
原yuan料liao由you喂wei料liao機ji送song入ru顆ke粒li機ji後hou,首shou先xian要yao進jin入ru調tiao質zhi單dan元yuan。調tiao質zhi是shi對dui飼si料liao製zhi粒li前qian的de原yuan料liao進jin行xing蒸zheng汽qi熱re處chu理li的de加jia工gong工gong序xu,其qi目mu的de是shi對dui飼si料liao進jin行xing熟shu化hua處chu理li,並bing且qie能neng夠gou提ti高gao飼si料liao的de耐nai水shui性xing,改gai善shan飼si料liao的de製zhi粒li性xing,因yin此ci這zhe一yi過guo程cheng對dui顆ke粒li飼si料liao的de質zhi量liang影ying響xiang很hen大da。經jing過guo調tiao質zhi器qi單dan元yuan調tiao質zhi後hou的de飼si料liao送song去qu製zhi粒li。在zai製zhi粒li單dan元yuan中zhong飼si料liao進jin入ru1個製粒腔,製粒腔中有環模和刀具,在主電機的驅動下,將飼料擠壓穿過環模,再由刀具切割成顆粒狀。圖1形象地展示了顆粒機的整個生產過程。
2.2 顆粒機生產過程的重要變量
物料流量是影響製粒過程最重要的因素之一,它直接關係到顆粒機的產能和負荷。為了使顆粒機在最佳負荷狀態下穩定、連續地工作,同時又能夠根據製粒過程中的實際情況及時地調整、防止欠料、堵du機ji現xian象xiang的de發fa生sheng,就jiu必bi須xu對dui進jin入ru顆ke粒li機ji的de物wu料liao流liu量liang進jin行xing控kong製zhi。調tiao整zheng物wu料liao流liu量liang的de主zhu要yao方fang法fa是shi利li用yong變bian頻pin器qi調tiao節jie喂wei料liao機ji的de轉zhuan速su,物wu料liao流liu量liang與yu其qi轉zhuan速su成cheng正zheng比bi例li關guan係xi。
蒸zheng汽qi添tian加jia是shi製zhi粒li過guo程cheng中zhong另ling外wai一yi個ge至zhi關guan重zhong要yao的de環huan節jie。飼si料liao中zhong含han有you的de澱dian粉fen經jing過guo調tiao質zhi糊hu化hua後hou,不bu但dan有you助zhu於yu牲sheng畜chu的de消xiao化hua,對dui製zhi粒li效xiao果guo也ye有you明ming顯xian的de改gai善shan作zuo用yong。對dui於yu飼si料liao製zhi粒li過guo程cheng來lai說shuo,最zui適shi宜yi的de水shui分fen含han量liang在zai15%~16%。所以要使產量提高、zhiliguochengwending,xuyaokenjuliuliangdedaxiao,baozhengyuanliaodeshuifenhewenduweichizaiyidingdeshuiping。erzhegetiaozhiguocheng,doushitongguozhengqidezuoyongshixiande。yinci,zhengqifakaiduyuweiliaojizhuansushizhiliguochengde2個重要操縱變量。
youyuduisiliaodianfenhuhuadujinxingshishijiancebijiaokunnan,shijishengchanzhong,changyitiaozhihoudewuliaowendulaijianjiediduliangtiaozhidexiaoguo。tiaozhihoudewendukeyibeifankuidaozhengqikongzhidanyuan,yongyijuedingruhetiaozhengzhengqidetianjialiang;也可以將該調質溫度與主機電流綜合考慮,作為物料流量調整的依據。調質溫度,是顆粒機生產過程中1個重要的過程變量。
顆粒機的主電機承載著絕大部分負荷。通常以主電機的運轉電流作為製粒過程的1個關鍵變量。電流過小表明產量偏低,可以提升物料流量;電流過大可能會引起主電機的堵機,導致顆粒機停產。主機電流不僅與喂料流量、蒸汽添加量相關聯,更是評定設備工況和負荷質量的主要手段。因此,主機電流是係統另一個重要的過程變量。
綜上所述,本係統特征模型可以簡單地概括為1個雙輸入(喂料流量、蒸汽閥開度)和雙輸出(調質溫度、主機電流)且彼此之間存在耦合的複雜過程。
2.3 係統特征模型的描述
由文獻可知,所謂特征模型描述,是指對被控對象建立1個比原動力學數學模型更為簡單的特征模型方程及有關的特征參量表達式。特征模型描述的基本原則是:①在同樣輸入控製作用下,對象特征模型和實際對象在輸出上是等價的;②特征模型的形式和階次除考慮對象特征外,主要取決於控製性能要求;③特征模型的形式比原對象動力學方程簡單,工程實現方便。因此本文用特征模型對複雜的顆粒機生產過程進行描述。
本係統是個雙輸入雙輸出線性時變係統,由文獻[4]可知:
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5 結 論
由上述的仿真結果可以看出,係統在沒有任何控製手段的情況下可以最終趨於穩定。綜合圖5,分(fen)別(bie)改(gai)變(bian)蒸(zheng)汽(qi)閥(fa)開(kai)度(du)和(he)喂(wei)料(liao)機(ji)頻(pin)率(lv),溫(wen)度(du)和(he)主(zhu)機(ji)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua)過(guo)程(cheng)與(yu)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)相(xiang)符(fu),由(you)此(ci)可(ke)以(yi)好(hao)的(de)證(zheng)明(ming)該(gai)模(mo)型(xing)的(de)正(zheng)確(que)性(xing)。滿(man)足(zu)了(le)控(kong)製(zhi)器(qi)仿(fang)真(zhen)試(shi)驗(yan)的(de)要(yao)求(qiu)。該(gai)係(xi)統(tong)模(mo)型(xing)已(yi)運(yun)用(yong)到(dao)飼(si)料(liao)顆(ke)粒(li)機(ji)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)器(qi)開(kai)發(fa)項(xiang)目(mu)之(zhi)中(zhong)。為(wei)驗(yan)證(zheng)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)的(de)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)提(ti)供(gong)了(le)可(ke)靠(kao)、使用的依據。
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