製粒機顆粒機自動控製係統的主要優點是:可實現無人守候操作,當生產過程中喂料量、蒸汽添加量、液體添加量受到各種因素擾動,實際控製值與預期設定值產生偏差時,智能自動控製係統能連續、快速地修正這些偏差,實現喂料量、蒸汽添加量、液ye體ti添tian加jia量liang以yi最zui佳jia配pei合he模mo式shi進jin行xing生sheng產chan,保bao證zheng產chan品pin質zhi量liang,同tong時shi能neng有you效xiao地di避bi免mian了le堵du機ji現xian象xiang,讓rang製zhi粒li機ji顆ke粒li機ji盡jin可ke能neng在zai滿man負fu荷he的de工gong況kuang下xia工gong作zuo,保bao證zheng製zhi粒li係xi統tong達da到dao最zui佳jia的de生sheng產chan效xiao益yi。
1、製粒機顆粒機自動控製係統的組成及控製原理

如圖1所示,製粒機顆粒機自動控製係統主要由數字I/O接口21、模擬I/O接口22、控製器23、控製台24、外部存儲設備25以及各種傳感器、控製閥組成,其中數字I/O接口21、模擬I/O接口22與控製器23可以由PLC控製中心代替。控製器23負責執行程序,對來自數字I/O接口21、模擬I/O接口22的數據進行運算分析,並向其發送控製指令,數字I/0接口21負責數字量的輸入與輸出,模擬I/O接口22負責模擬量的輸入與輸出,傳感器負責向數字I/O接口21和模擬I/O接口22輸送數字或模擬信號,各種控製閥負責執行來自數字I/0接口21或模擬I/0接口22的操作意圖,外部存儲設備2 5可實現外部數據與控製係統之間的數據交換,控製台24通常包括一個顯示器和鍵盤,方便進行人機對話。
製粒機顆粒機工作時,由操作員通過控製台24輸入初始數據,發出開機命令,控製器開始執行程序。程序一般先檢測料鬥10是否有粉料11,該信號由數字I/O接口21通過料位傳感器1 3獲得,如果沒有,將由程序提醒操作員,如果有,係統將通過數字I/0接口21,按程序關閉卸料槽控製閥20,依次啟動製粒機顆粒機主電機2、調質器電機7,然後按照程序設置的數據,由模擬I/O接口22輸出模擬信號執行以下操作:①控製變頻器(圖中未標出)開啟喂料器電機9並逐步提高其轉速,增大喂料量。②開啟電動蒸汽流量控製閥15,逐步增加其開口度的大小,增加蒸汽添加量。③開啟電動液體流量控製閥1 6,逐步增加其開口度的大小,增加液體添加量,同時程序還將通過模擬I/O接口22實時監控來自製粒機顆粒機主電機2交流電傳感器(圖中未標出)的電流信號和來自調質器6出料口溫度傳感器18的溫度信號。這些信號數據經過整理,在控製器23中與程序設定的原始數據進行比較分析,再生成新的反饋數據信息,來調整製粒機顆粒機l的工作狀態,比如當係統監測到製粒機顆粒機主電機2的電流和調質器6出料口調質後粉料的溫度小於預先設定值,係統將通過模擬I/0接口22,繼續控製喂料器電機9和電動蒸汽流量控製閥15,分別增加喂料量和蒸汽添加量,反之則減少喂料量和蒸汽添加量;與此同時,根據喂料量增加或減少的比例來控製液體添加量增加或減少的幅度,直到喂料量、蒸汽添加量、液體添加量按程序設定的最佳配合模式進行生產,這一反饋控製程是通過控製器‘23執行一種預先設計的質詢程序實現的。同樣道理,係統監測製粒機顆粒機主電機2的電流狀況,通過控製器23執行一種預先設計的二級中斷程序可以及時發現潛在的堵機可能,並作出控製反應,避免堵機、停機,讓製粒機顆粒機快速的恢複到正常生產狀態,從而實現了整個係統優質、高效的生產目標。
2、主要控製程序算法
2.1質詢程序算法
質詢程序的目的是調節合理的喂料量與蒸汽添加量,在保證製粒前粉料所需要的合理溫度的同時,盡量讓製粒機顆粒機主電機2在所設定的滿負荷範圍內工作,從而使製粒機顆粒機保持較高的作業效率。


在zai製zhi粒li生sheng產chan工gong藝yi過guo程cheng中zhong,自zi動dong控kong製zhi係xi統tong實shi時shi監jian控kong製zhi粒li機ji顆ke粒li機ji主zhu電dian機ji電dian流liu和he調tiao質zhi後hou粉fen料liao的de溫wen度du,這zhe兩liang個ge變bian量liang既ji相xiang對dui獨du立li,又you相xiang互hu聯lian係xi,相xiang互hu影ying響xiang。在zai一yi定ding範fan圍wei內nei,當dang溫wen度du不bu變bian,製zhi粒li機ji顆ke粒li機ji主zhu電dian機ji電dian流liu產chan生sheng偏pian差cha時shi,則ze調tiao節jie喂wei料liao量liang;tongyang,zhilijikelijizhudianjidianliububian,wenduchanshengpianchashi,zeyingtiaojiezhengqitianjialiang。youyuwenduzaiyidingfanweineidezengjiakeyitigaofenliaodeshuhuadu,fenliaogengjiaruanhua,yiyuzhili,shizhilijikelijizhudianjidianliujianxiao;erweiliaoliangdezengjiayinqidezhilijikelijizhudianjidianliudezengjia,tongyangyehuishiwenduyousuojiangdi,fanzhiyiran。genjuzhiligongyidezhexietediankeshejizhixunchengxu,rutu2suoshi。zhixunchengxuzhuyaoyoufuhebihuankongzhihuiluyuwendubihuankongzhihuiluzucheng,fuhebihuankongzhihuilutongguotiaojieweiliaoqizhuansushixian,wendubihuankongzhihuilutongguotiaojiezhengqitianjialiangshixian。dangzhilijikelijizhudianjidianliudadaoxitongdeshedingzhishi,zhixunmoshibeikaiqi,diyicikaiqizhixunmoshishi,jianzhaweiliaoqijiasubiaozhibeiqingchu,chengxujianzhadangqianwenduyuzhilijikelijizhudianjidianliushifouzaixiandingfanweinei,ruguoshi,jiangjixuguancedangqianwendushifoudayudengyuzhilishezhidezuijiawenduzhi,ruguochengli,shuomingzhilijikelijiyijingdadaoyuqizhuangtai,chengxujieshuzhixunmoshifanhui;ruguobuchengli,zeanzhaochengxushezhidezengwenlianglaizengjiazhengqitianjialiang,tigaotiaozhiwendu,bingqieshezhijianceweiliaoqijiasubiaozhi。youyutigaoletiaozhiwendujiangshizhilijikelijizhudianjidianliuxiajiangdaoshedingzhiyixia,shezhijianceweiliaoqijiasubiaozhiyihou,fangbianxiayicizhixunmoshikaiqihouchengxukaishijianzhaweiliaoqijiasuqingkuang。weiliaoqishianzhaochengxushezhidezenglianglaitigaoqizhuansu、zengjiaweiliaoliangde,kongzhichengxuyiweiliaoqishifouwanchengqizhuansuzengliangweibiaozhun,laihengliangweiliaoqishifouchongfenjiasu,ruguoweiliaoqiweiwanchengqizhuansuzengliang,zhilijikelijizhudianjidianliuyijingshangshengdaoshedingzhi,zequedingweiliaoqiweichongfenjiasu,chengxuquxiaozhixunmoshifanhui,zhilijikelijidadaoyuqizhuangtai;如(ru)果(guo)喂(wei)料(liao)器(qi)完(wan)成(cheng)其(qi)轉(zhuan)速(su)增(zeng)量(liang),製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)主(zhu)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)還(hai)未(wei)恢(hui)複(fu)到(dao)設(she)定(ding)值(zhi),則(ze)確(que)定(ding)喂(wei)料(liao)器(qi)已(yi)經(jing)充(chong)分(fen)加(jia)速(su),程(cheng)序(xu)清(qing)除(chu)檢(jian)測(ce)喂(wei)料(liao)器(qi)加(jia)速(su)標(biao)誌(zhi)後(hou)返(fan)回(hui),由(you)於(yu)喂(wei)料(liao)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)將(jiang)會(hui)使(shi)調(tiao)質(zhi)器(qi)溫(wen)度(du)下(xia)降(jiang)到(dao)最(zui)佳(jia)溫(wen)度(du)以(yi)下(xia),此(ci)時(shi)製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)主(zhu)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)還(hai)未(wei)恢(hui)複(fu)到(dao)設(she)定(ding)值(zhi),檢(jian)測(ce)喂(wei)料(liao)器(qi)加(jia)速(su)標(biao)誌(zhi)被(bei)清(qing)除(chu),質(zhi)詢(xun)程(cheng)序(xu)再(zai)次(ci)被(bei)開(kai)啟(qi),又(you)從(cong)檢(jian)查(zha)溫(wen)度(du)開(kai)始(shi),增(zeng)加(jia)蒸(zheng)汽(qi)添(tian)加(jia)量(liang),重(zhong)複(fu)進(jin)行(xing)循(xun)環(huan),直(zhi)到(dao)溫(wen)度(du)上(shang)升(sheng)到(dao)最(zui)佳(jia)溫(wen)度(du),製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)主(zhu)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)在(zai)預(yu)期(qi)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei),不(bu)需(xu)要(yao)提(ti)高(gao)喂(wei)料(liao)器(qi)轉(zhuan)速(su)、增加喂料量為止,這時製粒機顆粒機也就達到了預先設置的理想工作狀況。
2.2中斷控製程序算法
要使製粒機顆粒機高效運行,自動控製係統還必須能有效地避免製粒機顆粒機堵機、停(ting)機(ji)現(xian)象(xiang)發(fa)生(sheng),這(zhe)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)中(zhong)斷(duan)控(kong)製(zhi)程(cheng)序(xu)來(lai)完(wan)成(cheng)。中(zhong)斷(duan)控(kong)製(zhi)程(cheng)序(xu)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)對(dui)製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)主(zhu)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)的(de)監(jian)控(kong),來(lai)判(pan)斷(duan)潛(qian)在(zai)的(de)堵(du)機(ji)威(wei)脅(xie)程(cheng)度(du),從(cong)而(er)讓(rang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)啟(qi)動(dong)設(she)計(ji)好(hao)的(de)兩(liang)個(ge)級(ji)別(bie)的(de)中(zhong)斷(duan)程(cheng)序(xu)來(lai)解(jie)決(jue)堵(du)機(ji)問(wen)題(ti)。
係統通過控製器的硬件中斷時鍾控製係統來決定中斷檢測是否開啟和關閉,然後由中斷標誌來決定是否執行中斷程序,如圖3所示。如果中斷檢測被開啟,且發現預期的堵機標誌(當製粒機顆粒機主電機的瞬時電流、平均電流、平均電流偏差和瞬時電流偏差都超出設定值時,係統將確定有預期的堵機發生,設置堵機標誌),chengxushouxianguanbizhongduanjiance,yifangbianzhixingyixiabutongdezhongduanrenwuhou,zaixiayicichengxuliuchengzhixingxiangyingdezhongduanhuifuchengxu,ranhoujiancezhilijikelijishifouzhuangyouxieliaocao;如ru果guo發fa現xian製zhi粒li機ji顆ke粒li機ji裝zhuang有you卸xie料liao槽cao,且qie排pai除chu係xi統tong此ci時shi處chu在zai二er級ji中zhong斷duan發fa生sheng的de時shi間jian內nei,程cheng序xu將jiang執zhi行xing一yi級ji中zhong斷duan程cheng序xu,先xian打da開kai卸xie料liao槽cao,將jiang粉fen料liao分fen流liu到dao外wai麵mian,減jian少shao進jin入ru環huan模mo和he壓ya輥gun間jian被bei製zhi粒li的de粉fen料liao流liu量liang,從cong而er減jian小xiao製zhi粒li機ji顆ke粒li機ji主zhu電dian機ji的de負fu荷he,避bi免mian堵du機ji,隨sui後hou程cheng序xu按an照zhao預yu先xian設she定ding的de數shu據ju分fen別bie減jian少shao喂wei料liao量liang、蒸(zheng)汽(qi)添(tian)加(jia)量(liang)和(he)液(ye)體(ti)添(tian)加(jia)量(liang),並(bing)設(she)置(zhi)一(yi)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu)標(biao)誌(zhi)後(hou)返(fan)回(hui),以(yi)便(bian)下(xia)一(yi)個(ge)程(cheng)序(xu)流(liu)程(cheng)執(zhi)行(xing)一(yi)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu),使(shi)製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)快(kuai)速(su)恢(hui)複(fu)到(dao)正(zheng)常(chang)生(sheng)產(chan)狀(zhuang)態(tai)。這(zhe)一(yi)級(ji)中(zhong)斷(duan)處(chu)理(li)程(cheng)序(xu)避(bi)免(mian)直(zhi)接(jie)關(guan)閉(bi)喂(wei)料(liao)器(qi)、調tiao質zhi器qi等deng設she備bei,相xiang對dui於yu二er級ji中zhong斷duan處chu理li程cheng序xu減jian少shao了le解jie決jue堵du機ji問wen題ti的de時shi間jian,提ti高gao了le係xi統tong的de效xiao率lv。但dan是shi,如ru果guo製zhi粒li機ji顆ke粒li機ji沒mei有you安an裝zhuang卸xie料liao槽cao或huo係xi統tong此ci時shi處chu在zai二er級ji中zhong斷duan發fa生sheng的de時shi間jian內nei,控kong製zhi係xi統tong將jiang執zhi行xing二er級ji中zhong斷duan程cheng序xu:關(guan)閉(bi)製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)主(zhu)電(dian)機(ji)以(yi)外(wai)的(de)所(suo)有(you)設(she)備(bei),讓(rang)製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)環(huan)模(mo)空(kong)轉(zhuan),使(shi)製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)主(zhu)電(dian)機(ji)負(fu)荷(he)快(kuai)速(su)下(xia)降(jiang)到(dao)空(kong)載(zai)負(fu)荷(he),以(yi)解(jie)決(jue)堵(du)機(ji)問(wen)題(ti),並(bing)且(qie)設(she)置(zhi)二(er)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu)標(biao)誌(zhi)後(hou)返(fan)回(hui),以(yi)便(bian)下(xia)一(yi)個(ge)程(cheng)序(xu)流(liu)程(cheng)執(zhi)行(xing)相(xiang)應(ying)的(de)二(er)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu),使(shi)製(zhi)粒(li)機(ji)顆(ke)粒(li)機(ji)恢(hui)複(fu)到(dao)正(zheng)常(chang)生(sheng)產(chan)狀(zhuang)態(tai)。值(zhi)得(de)說(shuo)明(ming)的(de)是(shi),有(you)時(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)執(zhi)行(xing)一(yi)級(ji)中(zhong)斷(duan)處(chu)理(li)程(cheng)序(xu)及(ji)其(qi)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu),依(yi)然(ran)沒(mei)有(you)解(jie)決(jue)堵(du)機(ji)問(wen)題(ti),將(jiang)再(zai)執(zhi)行(xing)二(er)級(ji)中(zhong)斷(duan)處(chu)理(li)程(cheng)序(xu),清(qing)除(chu)一(yi)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu)標(biao)誌(zhi)且(qie)設(she)置(zhi)二(er)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu)標(biao)誌(zhi)後(hou)返(fan)回(hui),在(zai)下(xia)一(yi)個(ge)程(cheng)序(xu)流(liu)程(cheng)將(jiang)執(zhi)行(xing)二(er)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu),這(zhe)屬(shu)於(yu)一(yi)級(ji)中(zhong)斷(duan)恢(hui)複(fu)程(cheng)序(xu)算(suan)法(fa)範(fan)疇(chou),一(yi)、二級中斷恢複程序算法在此就不再闡述了。
二級中斷處理程序分級處理了製粒機顆粒機潛在的堵機問題,為製粒機顆粒機堵機情況提供了實時的、最優化的解決方案,保證了製粒機顆粒機可以長時間在設定的理想狀態下工作。
3、結束語
本文介紹了木屑製粒機自zi動dong控kong製zhi係xi統tong的de組zu成cheng與yu控kong製zhi原yuan理li,以yi及ji主zhu要yao控kong製zhi程cheng序xu算suan法fa,但dan由you於yu製zhi粒li生sheng產chan工gong藝yi本ben身shen比bi較jiao複fu雜za,在zai製zhi粒li機ji顆ke粒li機ji控kong製zhi過guo程cheng中zhong,需xu要yao調tiao整zheng的de變bian量liang繁fan多duo,而er且qie調tiao節jie的de喂wei料liao量liang、蒸汽添加量與其反饋信息(製粒機顆粒機主電機電流、調質溫度)不是同步發生變化,不同的製粒係統有著不同的滯後時間,因此如何設計應用前景更廣泛的製粒機顆粒機自動控製係統和更合理、更優化的控製程序,還有待於我們在實際生產過程中作進一步的研究探索。



