基于PCC控制器的磨毛整理機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　PID調(diào)節(jié)器由比例調(diào)節(jié)器(P)，積分調(diào)節(jié)器(I)和微分調(diào)節(jié)器(D)構(gòu)成，圖4.3所示為PID控制系統(tǒng)框圖。

　　圖4.3 PID控制系統(tǒng)框圖

　　圖中R為設(shè)定的期望值，Y為控制變量，S為實(shí)際輸出值，e為控制偏差值(e=R-S)。

　　工作原理：直接采用PCC里面具備的PID指令編程模塊，從模擬量輸入通道獲取指定的張力信號--->AD--->張力數(shù)字量--->進(jìn)入PID模塊，按照設(shè)定參數(shù)(比例系數(shù)、微分時(shí)間、積分時(shí)間等)通過PID計(jì)算---->調(diào)整后的張力值，將運(yùn)算結(jié)果放到輸出通道。通過公式轉(zhuǎn)換計(jì)算出調(diào)整后的頻率值。

　　4.3.2 PID控制算法

　　PID控制是根據(jù)給定值R(t)與實(shí)際輸出值S(t)之間的偏差e(t)來進(jìn)行控制的。將偏差的比例 (P)，積分(I)，和微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對受控對象進(jìn)行控制 。

　　PID控制算法的基本運(yùn)算式如下：

　　在張力控制中，綜合考慮PCC的運(yùn)算速度和伺服控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速以及控制精度的要求，采樣周期設(shè)為200ms。

　　式中SK為第K次伺服電機(jī)輸出脈沖頻率，控制伺服電機(jī)的速度。SK-1 為上一次脈沖輸出頻率值。

　　△ek為實(shí)際輸出的脈沖數(shù)和應(yīng)該要輸出的脈沖數(shù)之差。

　　△ek= ek- ek-1為第K次采樣所獲得的偏差數(shù)。

　　△ek-1= ek-1- ek-2為第K-1次采樣所獲得的偏差數(shù)。

　　Kp,Ki,Kd分別為比例系數(shù)、積分系數(shù)、微分系數(shù)。

　　實(shí)際調(diào)試過程可對Kp,Ki,Kd進(jìn)行調(diào)試，選定合理的值，保證偏差控制在合理的范圍之內(nèi)。

　　4.3.3 張力控制程序流程圖

　　張力控制程序流程圖如圖4.4所示。

　　圖4.4 張力控制程序流程圖

　　首先張力傳感器的值被傳送到PCC的模擬輸入通道，通過模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，之后可以先進(jìn)行張力預(yù)緊，使運(yùn)行前各張力達(dá)到設(shè)定值的70%左右，以免全機(jī)啟動(dòng)后張力立即松掉。

　　全機(jī)啟動(dòng)后，伺服和變頻控制系統(tǒng)由0開始加速運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行加速過程中張力的實(shí)時(shí)控制。在加速15s后系統(tǒng)進(jìn)入勻速運(yùn)轉(zhuǎn)階段，此時(shí)，加速張力控制關(guān)閉，開啟勻速狀態(tài)張力控制來實(shí)現(xiàn)勻速狀態(tài)下張力的實(shí)時(shí)控制。在勻速狀態(tài)改變設(shè)定值，就進(jìn)入加速或減速狀態(tài)，時(shí)間為5s。張力控制采用傳統(tǒng)的PID控制。全機(jī)停止時(shí)，開啟減速張力控制，直到機(jī)器停止。

　　5 結(jié)束語

　　本設(shè)計(jì)主要從控制系統(tǒng)工作原理、硬件結(jié)構(gòu)及軟件模塊設(shè)計(jì)等方面探討了磨毛整理機(jī)電控系統(tǒng)。采用PCC作為核心控制單元，將導(dǎo)布系統(tǒng)用伺服控制系統(tǒng)代替變頻控制系統(tǒng)后，使磨毛機(jī)運(yùn)行過程中各張力值更加穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，大大提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性?？椢锝?jīng)磨毛機(jī)加工后，手感柔軟滑爽，絨毛短勻，有的織物可達(dá)到觀之無毛摸之柔爽的效果，極大的提高了織物的附加值。