基于PCC控制器的磨毛整理機電控系統設計

　　PID調節器由比例調節器(P)，積分調節器(I)和微分調節器(D)構成，圖4.3所示為PID控制系統框圖。

　　圖4.3 PID控制系統框圖

　　圖中R為設定的期望值，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--->張力數字量--->進(jìn)入PID模塊，按照設定參數(比例系數、微分時(shí)間、積分時(shí)間等)通過(guò)PID計算---->調整后的張力值，將運算結果放到輸出通道。通過(guò)公式轉換計算出調整后的頻率值。

　　4.3.2 PID控制算法

　　PID控制是根據給定值R(t)與實(shí)際輸出值S(t)之間的偏差e(t)來(lái)進(jìn)行控制的。將偏差的比例 (P)，積分(I)，和微分(D)通過(guò)線(xiàn)性組合構成控制量，對受控對象進(jìn)行控制 。

　　PID控制算法的基本運算式如下：

　　在張力控制中，綜合考慮PCC的運算速度和伺服控制系統轉速以及控制精度的要求，采樣周期設為200ms。

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

　　△ek為實(shí)際輸出的脈沖數和應該要輸出的脈沖數之差。

　　△ek= ek- ek-1為第K次采樣所獲得的偏差數。

　　△ek-1= ek-1- ek-2為第K-1次采樣所獲得的偏差數。

　　Kp,Ki,Kd分別為比例系數、積分系數、微分系數。

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

　　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(guò)模擬量轉換為數字量，之后可以先進(jìn)行張力預緊，使運行前各張力達到設定值的70%左右，以免全機啟動(dòng)后張力立即松掉。

　　全機啟動(dòng)后，伺服和變頻控制系統由0開(kāi)始加速運轉，進(jìn)行加速過(guò)程中張力的實(shí)時(shí)控制。在加速15s后系統進(jìn)入勻速運轉階段，此時(shí)，加速張力控制關(guān)閉，開(kāi)啟勻速狀態(tài)張力控制來(lái)實(shí)現勻速狀態(tài)下張力的實(shí)時(shí)控制。在勻速狀態(tài)改變設定值，就進(jìn)入加速或減速狀態(tài)，時(shí)間為5s。張力控制采用傳統的PID控制。全機停止時(shí)，開(kāi)啟減速張力控制，直到機器停止。

　　5 結束語(yǔ)

　　本設計主要從控制系統工作原理、硬件結構及軟件模塊設計等方面探討了磨毛整理機電控系統。采用PCC作為核心控制單元，將導布系統用伺服控制系統代替變頻控制系統后，使磨毛機運行過(guò)程中各張力值更加穩定。實(shí)現了技術(shù)突破，大大提高了生產(chǎn)效率和系統穩定性?？椢锝?jīng)磨毛機加工后，手感柔軟滑爽，絨毛短勻，有的織物可達到觀(guān)之無(wú)毛摸之柔爽的效果，極大的提高了織物的附加值。