隨著智能工廠發(fā)展，智能控制的發(fā)展也非常迅速，從原來的簡單化系統(tǒng)控制發(fā)展成為現(xiàn)在比較復(fù)雜的智能控制系統(tǒng)。而在皮帶機的控制系統(tǒng)中，也不斷有新的技術(shù)可以讓皮帶機的工作更加高效，更加節(jié)能。變頻調(diào)速技術(shù)就是其中的一種。為了讓皮帶機的無級平滑調(diào)速得以實現(xiàn)，它通過變頻器對電源的輸出頻率進行改變，任意調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)根據(jù)需要量自動調(diào)速。智能調(diào)速系統(tǒng)將模糊控制與PLC結(jié)合在一起，利用PLC來對模擬控制進行實現(xiàn)，這樣就不僅能夠讓PLC的靈活、可靠、適應(yīng)性強等優(yōu)點保留下來，還能夠讓控制系統(tǒng)更加的智能化。
一、皮帶機的模糊控制技術(shù)
1、模糊控制的原理
皮帶機的模糊變頻調(diào)速控制是把檢測值輸入到模糊控制器當(dāng)中，得到一個經(jīng)過了一系列流程的確切控制量，分別是模糊化、模糊推理以及清晰化操作，再將其作用到被控設(shè)備之中。在實際情形下，為了可以讓工控機在線的計算量減少，通常是采用離線計算的方式，形成一個模糊控制表，再將這個表以數(shù)據(jù)模塊的形式儲存在計算機的程序當(dāng)中，當(dāng)接收到一組輸入時，能夠根據(jù)模糊控制表來給出相應(yīng)的輸出值。這個方法能夠讓原本非常復(fù)雜的計算過程用查表的方法來解決，讓工作變得更加高效。
在皮帶機控制系統(tǒng)中，根據(jù)皮帶機實際輸送量來建立一個非常準確的數(shù)學(xué)模型，主要的原因是系統(tǒng)存在著滯后、時變以及非線性等現(xiàn)象，也因為各物料輸送量的不同，啟動的加速度也有所差異，因此在建立數(shù)學(xué)模型的時候會遇到很多困難。在這種情況下，就使用模糊控制技術(shù)來對皮帶機進行控制，當(dāng)皮帶機電機的電壓值達到額定電壓之后，變頻器就可以根據(jù)輸送量對電機進行調(diào)速的工作，同時利用傳感器采集實際的速度和物料重量，并將采集得到的結(jié)果與電機速度對比，對誤差以及誤差的變化進行計算，再對其進行計算輸出，這個輸出值就可以輸入到變頻器當(dāng)中，實現(xiàn)模糊控制。
2、模糊控制結(jié)構(gòu)
模糊控制器的確定量輸入首先要先經(jīng)過模糊化接口，對其進行模糊化操作，將原來的確定量轉(zhuǎn)換成為一個模糊矢量，這樣才能夠?qū)⑦@個模糊矢量用在模糊控制當(dāng)中。而模糊控制表是隸屬于矢量值，用來對各種變量的數(shù)據(jù)儲存。而控制策略就是在模糊控制表以及輸入模糊量的基礎(chǔ)上，再進行模糊推理，最終得到控制策略。由于最終得到的輸出值是模糊量，因此必須對其進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成精確量，才能夠進行控制操作。
智能控制系統(tǒng)在模糊控制器的選擇上，采用單輸入單輸出的控制器。在模糊控制器方面，對于輸入值和輸入值的精度要求非常高，而模糊控制的本質(zhì)就是對人的思維進行模仿，通過推理來實現(xiàn)模糊控制，因此輸入量必須要從精確梁通過模糊化來轉(zhuǎn)化成模糊語言變量。在模糊控制器完成推理工作之后，也要將相應(yīng)的模糊語言變量通過清晰化來轉(zhuǎn)化成精確量，在經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換之后，精確量就會被轉(zhuǎn)換成模擬的電壓值，這時候再控制變頻器的輸出頻率，從而實現(xiàn)電機的調(diào)速，達到輸送要求。通過模糊控制的方式進行調(diào)速，不僅能夠更加節(jié)能，在性能上也有著非常出色的表現(xiàn)。
2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)
1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在智能控制系統(tǒng)中，每一臺電機的轉(zhuǎn)速都要經(jīng)過一臺變頻器來完成。變頻器在控制端的輸入信號采用了PLC輸出的模擬量信號來完成，而且電機在性能方面各有不同，機械的負載也各不相同，變頻器的容量應(yīng)該比電機容量要大，大約1.2倍左右。
2）流程的控制以及軟件的實現(xiàn)
在手動狀態(tài)時，設(shè)備啟?？繊徫蝗藛T操作，電機的初始轉(zhuǎn)速，設(shè)定為額定轉(zhuǎn)速或者稍低于額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)自動狀態(tài)時，由中控啟動一級皮帶機，在經(jīng)過一定時間后，二級皮帶機自動運行，經(jīng)過一定時間，三級皮帶機運行。當(dāng)中控按下停止按鈕，皮帶機以相反順序延時停機。
3）主回路連接
變頻器直接與50Hz、三相380V的交流電源相連。輸出端則直接與交流電機相連。由于變頻器的內(nèi)部將電流由交-直變換成了直流電，并在逆變器的作用之下，改變成了設(shè)定好的交流電，因此變頻器輸出的電流也為三相交流電。通過這樣的方式，就可以順利達到調(diào)速的目的。在整個電路系統(tǒng)中，為了避免事故的發(fā)生以及讓系統(tǒng)更加安全和可靠，必須要對設(shè)備進行接地的操作。
4）控制回路的輸入信號連接
根據(jù)變頻調(diào)速的原理，把輸送量的計算電路接入到變頻器的控制輸入回路當(dāng)中，然后由電壓或電流信號來對變頻器的輸出轉(zhuǎn)速進行控制，也就是PLC輸出的模擬量。在這種情況下，設(shè)定的電壓值或者電流值應(yīng)該與變頻器的輸出頻率成正比例關(guān)系。
3 結(jié)論
智能調(diào)速控制系統(tǒng)將PLC與模糊控制科學(xué)地結(jié)合在一起，模糊控制的實現(xiàn)由PLC來實現(xiàn)，這樣不僅能夠讓PLC的靈活可靠等優(yōu)點得以保留，還讓整個皮帶機的控制系統(tǒng)更加的智能化。這個系統(tǒng)充分的利用了變頻調(diào)速技術(shù)以及模糊控制技術(shù)的特點，讓整個系統(tǒng)能夠更加的高效和節(jié)能，這也是未來智能工廠皮帶機控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
作者：嚴海龍
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