[实用新型]定量配料的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及自控领域，具体涉及一种定量配料的控制装置。

背景技术

工业化生产中，常常需要采用输送带来运送需要的配料；以石膏板为例，其生产是一个连续的生产过程，生产石膏板所需的原料——熟石膏粉的定量配料是影响石膏板质量的一个重要因素，目前熟石膏粉的定量配料主要是采用传感器、仪表加变频调速控制系统的方法来进行配料。然而由于检测、建模、算法的原因，配料的精度一般只能控制在1.5％左右。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种定量配料的控制装置，配料精度可达到1％。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种定量配料的控制装置，包括依次相连的：

用于实时检测并输出载有配料的输送带的单位体积荷重、以及所述输送带的速度信息的信号检测单元；

用于根据所述单位体积荷重和速度信息进行流量积算，得到喂料量的实际值的流量积算单元；

用于对偏差值e进行比例、积分、微分运算后输出偏差信号的比例积分微分PID算法控制单元；所述偏差值e为喂料量的给定值和所述喂料量的实际值之差的绝对值；

及用于根据所述偏差信号调节用于驱动所述输送带的驱动电机的频率的变频器。

进一步地，所述信号检测单元包括：

用于实时检测并输出输送带的单位体积荷重的荷重传感器，；

用于检测所述驱动电机的角速度的光电编码器；该光电编码器将所述角速度作为输送带的速度信息输出；

所述流量积算单元的输入端分别与所述荷重传感器的输出端和光电编码器的输出端相连。

进一步地，所述信号检测单元还包括：

用于滤去突变的单位体积荷重的滤波模块，连接在所述荷重传感器的输出端和流量积算单元的输入端之间。

进一步地，所述流量积算单元具体包括：

输入端与所述光电编码器的输出端相连的第一乘法器，用于以所述角速度乘以所述输送带的驱动滚筒的周长得到线速度；

输入端与所述第一乘法器的输出端相连的第二乘法器，用于以所述线速度乘以所述输送带垂直于平移方向的横截面的面积得到流量；

输入端分别与所述第二乘法器的输出端、及荷重传感器的输出端相连的第三乘法器，用于以所述流量乘以所述单位体积荷重，得到喂料量的实际值。

进一步地，所述流量积算单元所输出的喂料量的实际值为4～20毫安的积算信号。

进一步地，所述的装置还包括：

PLC输出模块，连接在所述PID算法控制单元输出端和变频器的输入端之间，用于将所述PID算法控制单元输出的偏差信号进行标定，变成标准的4～20毫安的偏差信号输出。

进一步地，所述变频器中保存有不同大小的毫安值与不同频率值之间的对应关系，根据所述PLC输出模块输出的标准的4～20毫安的偏差信号，将所述驱动电机的频率调节为偏差信号的毫安值所对应的频率值。

进一步地，所述PID算法控制单元为一个输出如下偏差信号CV的PID算法控制单元：

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

其中，Kp为比例增益常数，Ki为积分增益常数，Kd为微分增益常数；dt为采样间隔时间；PV为喂料量的实际值，PV(n-1)为前一次采样时的喂料量的实际值；E为偏差值e；E(n-1)为前一次采样时的偏差值e；Bias为前馈值。

进一步地，所述PID算法控制单元为一Kp范围是1.2至2.3、Ki范围是20至50、Kd为0，Bias为0的PID算法控制单元。

进一步地，所述PID算法控制单元为一Kp与所述偏差值e成正比，Ki与所述偏差值e成反比的PID算法控制单元。