[實用新型]定量配料的控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920105161.1
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN201562178U
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 白宏成;周建中;楊震;李瑞亭;候迎春
• 申請（專利權）人: 北新集團建材股份有限公司
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權代理有限公司 11262
• 代理人: 胡劍輝;龍洪

技術領域

本實用新型涉及自控領域，具體涉及一種定量配料的控制裝置。

背景技術

工業(yè)化生產(chǎn)中，常常需要采用輸送帶來運送需要的配料；以石膏板為例，其生產(chǎn)是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程，生產(chǎn)石膏板所需的原料——熟石膏粉的定量配料是影響石膏板質(zhì)量的一個重要因素，目前熟石膏粉的定量配料主要是采用傳感器、儀表加變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的方法來進行配料。然而由于檢測、建模、算法的原因，配料的精度一般只能控制在1.5％左右。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種定量配料的控制裝置，配料精度可達到1％。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種定量配料的控制裝置，包括依次相連的：

用于實時檢測并輸出載有配料的輸送帶的單位體積荷重、以及所述輸送帶的速度信息的信號檢測單元；

用于根據(jù)所述單位體積荷重和速度信息進行流量積算，得到喂料量的實際值的流量積算單元；

用于對偏差值e進行比例、積分、微分運算后輸出偏差信號的比例積分微分PID算法控制單元；所述偏差值e為喂料量的給定值和所述喂料量的實際值之差的絕對值；

及用于根據(jù)所述偏差信號調(diào)節(jié)用于驅動所述輸送帶的驅動電機的頻率的變頻器。

進一步地，所述信號檢測單元包括：

用于實時檢測并輸出輸送帶的單位體積荷重的荷重傳感器，；

用于檢測所述驅動電機的角速度的光電編碼器；該光電編碼器將所述角速度作為輸送帶的速度信息輸出；

所述流量積算單元的輸入端分別與所述荷重傳感器的輸出端和光電編碼器的輸出端相連。

進一步地，所述信號檢測單元還包括：

用于濾去突變的單位體積荷重的濾波模塊，連接在所述荷重傳感器的輸出端和流量積算單元的輸入端之間。

進一步地，所述流量積算單元具體包括：

輸入端與所述光電編碼器的輸出端相連的第一乘法器，用于以所述角速度乘以所述輸送帶的驅動滾筒的周長得到線速度；

輸入端與所述第一乘法器的輸出端相連的第二乘法器，用于以所述線速度乘以所述輸送帶垂直于平移方向的橫截面的面積得到流量；

輸入端分別與所述第二乘法器的輸出端、及荷重傳感器的輸出端相連的第三乘法器，用于以所述流量乘以所述單位體積荷重，得到喂料量的實際值。

進一步地，所述流量積算單元所輸出的喂料量的實際值為4～20毫安的積算信號。

進一步地，所述的裝置還包括：

PLC輸出模塊，連接在所述PID算法控制單元輸出端和變頻器的輸入端之間，用于將所述PID算法控制單元輸出的偏差信號進行標定，變成標準的4～20毫安的偏差信號輸出。

進一步地，所述變頻器中保存有不同大小的毫安值與不同頻率值之間的對應關系，根據(jù)所述PLC輸出模塊輸出的標準的4～20毫安的偏差信號，將所述驅動電機的頻率調(diào)節(jié)為偏差信號的毫安值所對應的頻率值。

進一步地，所述PID算法控制單元為一個輸出如下偏差信號CV的PID算法控制單元：

CV=KpE+Ki∫0tEdt+Kd[PV-PV(n-1)]/dt+Bias]]>

其中，Kp為比例增益常數(shù)，Ki為積分增益常數(shù)，Kd為微分增益常數(shù)；dt為采樣間隔時間；PV為喂料量的實際值，PV(n-1)為前一次采樣時的喂料量的實際值；E為偏差值e；E(n-1)為前一次采樣時的偏差值e；Bias為前饋值。

進一步地，所述PID算法控制單元為一Kp范圍是1.2至2.3、Ki范圍是20至50、Kd為0，Bias為0的PID算法控制單元。

進一步地，所述PID算法控制單元為一Kp與所述偏差值e成正比，Ki與所述偏差值e成反比的PID算法控制單元。