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 KDF2纖維濾棒成型機組是煙廠生產(chǎn)濾棒的設(shè)備。經(jīng)過十幾年的應(yīng)用，原有機組逐漸顯示出技術(shù)上的局限性：機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜；電控相對落后；生產(chǎn)比較差，噪音響；度高，能源利用率低等。因此，原有機組越來越不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)要求。 　　 為此，筆者參照上的高速濾棒成型設(shè)備的設(shè)計原理，結(jié)合國內(nèi)市場的需求和機組的特點，運用伺服傳動的優(yōu)良特性及PLC在工業(yè)控制中的優(yōu)勢，設(shè)計了此套控制。

1 概述 　　 纖維濾棒成型機組控制和傳動采用了Lenze公司的伺服、Digital公司的式控制屏和西門子公司的PLC，分別通過MPI和DP通訊控制。 　　 纖維濾棒成型機通過二次、塑劑添加、卷制成形、刀盤切斷和排列裝盤的生產(chǎn)濾棒。

2 控制策略

(1) 對塑劑添加的控制策略 　　 起初延用原的欠阻尼響應(yīng)曲線的控制。但是，在實際調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)該控制存在一定的缺陷，具體為：每天*次上電開機時，塑劑存儲器中塑劑積累時間過長，造成一段時間內(nèi)濾棒塑劑含量過低。根據(jù)售后服務(wù)部門的反饋，某些煙廠為保濾棒往往會剔除*盒濾棒。這樣會有較大的浪費。

產(chǎn)生這種情況是因為煙廠每天工作結(jié)束時或者CPU重啟組都會停機，并排空存儲器中的塑劑。由于欠阻尼響應(yīng)到達設(shè)定值時間過長，造成開始階段濾棒塑劑含量過低。日常生產(chǎn)班次中，每次停機不排空塑劑，而是在存儲器中保有一定儲存量。　　 　　 根據(jù)自動控制原理，車速斜坡響應(yīng)可以分為過阻尼響應(yīng)、臨界阻尼響應(yīng)和欠阻尼響應(yīng)。理論上說，臨界阻尼響應(yīng)是zui的控制，這種響應(yīng)既實現(xiàn)了控制的性又實現(xiàn)了控制的性；過阻尼響應(yīng)是為了性犧牲性；欠阻尼響應(yīng)則是為了性犧牲性。然而，臨界阻尼由于條件過于苛刻，在實際控制中是無法實現(xiàn)的。　　 　　 根據(jù)剩余的兩種響應(yīng)曲線的特性，筆者認為CPU啟動時使用欠阻尼響應(yīng)曲線，其理由是：CPU啟動狀態(tài)下，對塑劑積累時間的要求于塑劑含量的性；而其他狀態(tài)下使用過阻尼響應(yīng)曲線，此時對含量的要求于積累的性。　 　　 因此，利用S7-300啟動時的組織塊OB100在CPU啟動中只執(zhí)行一次的特性，對塑劑伺服電機的控制依據(jù)機組不同的啟動狀態(tài)采取了不同響應(yīng)曲線下的控制。具體來說，在CPU啟動時（此時塑劑存儲量必定為零），通過啟動組織塊OB100中送出高速運轉(zhuǎn)命令至塑劑伺服電機，使控制曲線成為欠阻尼響應(yīng)狀態(tài)以實現(xiàn)對存儲器中塑劑的積累。而在非CPU啟動狀態(tài)，控制塑劑伺服電機的FC功能塊將送出普通速度命令，使控制曲線成為比較接近臨界阻尼的過阻尼響應(yīng)狀態(tài)。　 　　 新的設(shè)計避免了CPU重啟時帶來的塑劑積累過慢的問題、了廢品數(shù)量，因此這樣的設(shè)計不會影響正常生產(chǎn)狀況時塑劑含量的性。

(2) 對濾棒剔除支數(shù)的計算策略 　　 在纖維濾棒成型機的生產(chǎn)中，為保濾棒，每當速度低于一定的設(shè)定值時，機組就會剔除此時的濾棒。此組的速度是不斷變化的，按通常無法計算出具體的剔除支數(shù)。這對統(tǒng)計生產(chǎn)效率帶來了相當?shù)睦А！　?　　 筆者可以動態(tài)的車速反饋，但這條反饋曲線是不斷波動和變化的非線性曲線。對于非線性曲線，數(shù)學(xué)上只能夠采用面積積分求解的計算。對于此項目就是要求給出一定時間內(nèi)主電機的圓周行程，即機組一段時間內(nèi)所生產(chǎn)的濾棒長度。　 　　 從這一角度出發(fā)，筆者考慮采用了對車速進行模擬積分的計算，即從積分的基本定義出發(fā)，求出剔除時間內(nèi)的濾棒生產(chǎn)長度L=Σ(Δv*Δt)，再除以單個濾棒長度得剔除支數(shù)的計算。　　 　　 按照積分的定義要求，積分求解是在一定條件下才能夠成立。這個條件就是Δt要足夠的小即Δt→0。在實際中，近似認為Δt=20ms時可以條件。此時，計算得出的濾棒支數(shù)與實際濾棒支數(shù)的誤差在±3支以內(nèi)。在精度上，以zui高生產(chǎn)速度3300支/分鐘計（此時濾棒長度為120mm），±3支的精度是可以精度要求。所以筆者認為只要將Δt控制在20ms時就可以積分求解的條件。