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臺(tái)達(dá)PLC在乳化機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 
 
       導(dǎo)讀： 本系統(tǒng)中選用臺(tái)達(dá)VFD-M和B系列的變頻器。根據(jù)人機(jī)界面上控制的轉(zhuǎn)速設(shè)定，輸出4～20mA的信號(hào)以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻器的運(yùn)行需要和PLC進(jìn)行MODBUS通信來確定是否啟動(dòng)或停止。

　　3.4 變頻器的選擇及通信

　　乳化機(jī)系統(tǒng)有主攪拌電機(jī)1個(gè)，均質(zhì)電機(jī)1個(gè)，液壓站電機(jī)1個(gè)，真空泵1個(gè)，功率均為KW級(jí)，對(duì)于電能的消耗大，由于變頻器具有調(diào)速節(jié)能和軟啟動(dòng)節(jié)能的作用，因此考慮選擇用變頻器。

　　本系統(tǒng)中選用臺(tái)達(dá)VFD-M和B系列的變頻器。根據(jù)人機(jī)界面上控制的轉(zhuǎn)速設(shè)定，輸出4～20mA的信號(hào)以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻器的運(yùn)行需要和PLC進(jìn)行MODBUS通信來確定是否啟動(dòng)或停止。

4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　4.1 軟件設(shè)計(jì)的基本要求

　　操作功能主要是方便操作，需要人機(jī)對(duì)話界面。系統(tǒng)的規(guī)模越大，自動(dòng)化程度越高，要求也越復(fù)雜，比如下拉式菜單設(shè)計(jì)、趨勢(shì)報(bào)警、I/O信息的顯示以及有關(guān)數(shù)據(jù)、表格的更新存儲(chǔ)和輸出等。圖4為設(shè)計(jì)的乳化鍋人機(jī)界面。



　　圖4 乳化鍋人機(jī)界面

　　4.2 I/O信號(hào)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

　　工業(yè)現(xiàn)場的檢測信號(hào)是多種多樣的，有模擬量也有開關(guān)量，PLC就以這些現(xiàn)場的數(shù)據(jù)作為對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的源信息。通過對(duì)PLC的工作現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定了每一個(gè)I/O信號(hào)的地址。依據(jù)生產(chǎn)過程從前至后，I/O點(diǎn)數(shù)由小到大的原則把I/O信號(hào)集中編址。部分I/O信號(hào)的分配見表2。



　　表2 I/O信號(hào)的分配表

　　乳化機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是以三個(gè)鍋的溫度為被控制參數(shù)，冷卻水流量為控制參數(shù)的回路控制。由于鍋溫系統(tǒng)是具有大滯后和時(shí)變性的系統(tǒng)，被調(diào)量不能及時(shí)反映系統(tǒng)受到的擾動(dòng)，調(diào)節(jié)器的動(dòng)作需經(jīng)過一定的滯后時(shí)間才能影響被調(diào)量，經(jīng)常會(huì)引起系統(tǒng)的響應(yīng)超調(diào)過大或發(fā)生振蕩，導(dǎo)致系統(tǒng)過渡到其他操作狀態(tài)，用常規(guī)PID控制很難得到滿意的控制結(jié)果。

　　本控制系統(tǒng)采用臺(tái)達(dá)公司的DVP48EH00R系列的PLC為核心部件，實(shí)現(xiàn)恒溫控制，控制系統(tǒng)的原理框圖如圖5所示［5］。PLC根據(jù)采集的信號(hào)計(jì)算出偏差e（t）和偏差變化率ec（t），按照模糊PID的控制規(guī)則計(jì)算控制量u（t），并輸出控制量u（t）。經(jīng)過PLC的D/A轉(zhuǎn)換，變成4～20mA的電流信號(hào)，送到調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)蒸汽或者冷卻水的流量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)溫度的智能控制。



　　圖5 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5 總結(jié)

　　本文采用臺(tái)達(dá)PLC、HMI、變頻器設(shè)計(jì)了一套均質(zhì)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，開發(fā)成本低、操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)視、控制和警報(bào)。目前控制系統(tǒng)運(yùn)行良好，顯著提高了乳化控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，降低了控制系統(tǒng)的超調(diào)量，減少系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，有效降低乳化機(jī)能耗。