臺達PLC在乳化機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 
 
       導(dǎo)讀： 本系統(tǒng)中選用臺達VFD-M和B系列的變頻器。根據(jù)人機界面上控制的轉(zhuǎn)速設(shè)定，輸出4～20mA的信號以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，變頻器的運行需要和PLC進行MODBUS通信來確定是否啟動或停止。

　　3.4 變頻器的選擇及通信

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

　　本系統(tǒng)中選用臺達VFD-M和B系列的變頻器。根據(jù)人機界面上控制的轉(zhuǎn)速設(shè)定，輸出4～20mA的信號以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，變頻器的運行需要和PLC進行MODBUS通信來確定是否啟動或停止。

4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

　　4.1 軟件設(shè)計的基本要求

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



　　圖4 乳化鍋人機界面

　　4.2 I/O信號及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

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



　　表2 I/O信號的分配表

　　乳化機的溫度控制系統(tǒng)是以三個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)是具有大滯后和時變性的系統(tǒng)，被調(diào)量不能及時反映系統(tǒng)受到的擾動，調(diào)節(jié)器的動作需經(jīng)過一定的滯后時間才能影響被調(diào)量，經(jīng)常會引起系統(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)采用臺達公司的DVP48EH00R系列的PLC為核心部件，實現(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)采集的信號計算出偏差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，送到調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)蒸汽或者冷卻水的流量，實現(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)

　　本文采用臺達PLC、HMI、變頻器設(shè)計了一套均質(zhì)機自動控制系統(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。目前控制系統(tǒng)運行良好，顯著提高了乳化控制系統(tǒng)的自動化程度，降低了控制系統(tǒng)的超調(diào)量，減少系統(tǒng)運行時間，有效降低乳化機能耗。