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 KDF2纖維濾棒成型機組是煙廠(chǎng)生產(chǎn)濾棒的設備。經(jīng)過(guò)十幾年的應用，原有機組逐漸顯示出技術(shù)上的局限性：機械結構復雜；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(lái)越不適應現代生產(chǎn)要求。 　　 為此，筆者參照上的高速濾棒成型設備的設計原理，結合國內市場(chǎng)的需求和機組的特點(diǎn)，運用伺服傳動(dòng)的優(yōu)良特性及PLC在工業(yè)控制中的優(yōu)勢，設計了此套控制。

1 概述 　　 纖維濾棒成型機組控制和傳動(dòng)采用了Lenze公司的伺服、Digital公司的式控制屏和西門(mén)子公司的PLC，分別通過(guò)MPI和DP通訊控制。 　　 纖維濾棒成型機通過(guò)二次、塑劑添加、卷制成形、刀盤(pán)切斷和排列裝盤(pán)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曲線(xiàn)的控制。但是，在實(shí)際調試中，發(fā)現該控制存在一定的缺陷，具體為：每天*次上電開(kāi)機時(shí)，塑劑存儲器中塑劑積累時(shí)間過(guò)長(cháng)，造成一段時(shí)間內濾棒塑劑含量過(guò)低。根據售后服務(wù)部門(mén)的反饋，某些煙廠(chǎng)為保濾棒往往會(huì )剔除*盒濾棒。這樣會(huì )有較大的浪費。

產(chǎn)生這種情況是因為煙廠(chǎng)每天工作結束時(shí)或者CPU重啟組都會(huì )停機，并排空存儲器中的塑劑。由于欠阻尼響應到達設定值時(shí)間過(guò)長(cháng)，造成開(kāi)始階段濾棒塑劑含量過(guò)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?！　?　　 根據自動(dòng)控制原理，車(chē)速斜坡響應可以分為過(guò)阻尼響應、臨界阻尼響應和欠阻尼響應。理論上說(shuō)，臨界阻尼響應是zui的控制，這種響應既實(shí)現了控制的性又實(shí)現了控制的性；過(guò)阻尼響應是為了性犧牲性；欠阻尼響應則是為了性犧牲性。然而，臨界阻尼由于條件過(guò)于苛刻，在實(shí)際控制中是無(wú)法實(shí)現的?！　?　　 根據剩余的兩種響應曲線(xiàn)的特性，筆者認為CPU啟動(dòng)時(shí)使用欠阻尼響應曲線(xiàn)，其理由是：CPU啟動(dòng)狀態(tài)下，對塑劑積累時(shí)間的要求于塑劑含量的性；而其他狀態(tài)下使用過(guò)阻尼響應曲線(xiàn)，此時(shí)對含量的要求于積累的性?！?　　 因此，利用S7-300啟動(dòng)時(shí)的組織塊OB100在CPU啟動(dòng)中只執行一次的特性，對塑劑伺服電機的控制依據機組不同的啟動(dòng)狀態(tài)采取了不同響應曲線(xiàn)下的控制。具體來(lái)說(shuō)，在CPU啟動(dòng)時(shí)（此時(shí)塑劑存儲量必定為零），通過(guò)啟動(dòng)組織塊OB100中送出高速運轉命令至塑劑伺服電機，使控制曲線(xiàn)成為欠阻尼響應狀態(tài)以實(shí)現對存儲器中塑劑的積累。而在非CPU啟動(dòng)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(xiàn)成為比較接近臨界阻尼的過(guò)阻尼響應狀態(tài)?！?　　 新的設計避免了CPU重啟時(shí)帶來(lái)的塑劑積累過(guò)慢的問(wèn)題、了廢品數量，因此這樣的設計不會(huì )影響正常生產(chǎn)狀況時(shí)塑劑含量的性。

(2) 對濾棒剔除支數的計算策略 　　 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定值時(shí)，機組就會(huì )剔除此時(shí)的濾棒。此組的速度是不斷變化的，按通常無(wú)法計算出具體的剔除支數。這對統計生產(chǎn)效率帶來(lái)了相當的困?！　?　　 筆者可以動(dòng)態(tài)的車(chē)速反饋，但這條反饋曲線(xiàn)是不斷波動(dòng)和變化的非線(xiàn)性曲線(xiàn)。對于非線(xiàn)性曲線(xiàn)，數學(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(shí)間內主電機的圓周行程，即機組一段時(shí)間內所生產(chǎn)的濾棒長(cháng)度?！?　　 從這一角度出發(fā)，筆者考慮采用了對車(chē)速進(jìn)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(shí)間內的濾棒生產(chǎn)長(cháng)度L=Σ(Δv*Δt)，再除以單個(gè)濾棒長(cháng)度得剔除支數的計算?！　?　　 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(gè)條件就是Δt要足夠的小即Δt→0。在實(shí)際中，近似認為Δt=20ms時(shí)可以條件。此時(shí)，計算得出的濾棒支數與實(shí)際濾棒支數的誤差在±3支以?xún)?。在精度上，以zui高生產(chǎn)速度3300支/分鐘計（此時(shí)濾棒長(cháng)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(shí)就可以積分求解的條件。