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KDF2纖維濾棒成型機組是煙廠生產(chǎn)卷煙濾棒的設備,。經(jīng)過十幾年的應用，原有機組逐漸顯示出技術上的局限性：機械結(jié)構(gòu)復雜,；電控系統(tǒng)相對落后；生產(chǎn)環(huán)境比較差,，噪音響,；維修難度高，能源利用率低等,。因此,，原有機組越來越不適應現(xiàn)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(jié)合國內(nèi)市場的需求和機組的特點，運用伺服傳動系統(tǒng)的優(yōu)良特性及PLC在工業(yè)控制中的優(yōu)勢,，設計了此套控制系統(tǒng),。
　　 1 系統(tǒng)概述
　　 纖維濾棒成型機組控制和傳動系統(tǒng)采用了Lenze公司的伺服系統(tǒng)、Digital公司的觸摸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開松、增塑劑添加、卷制成形,、刀盤切斷和排列裝盤的過程生產(chǎn)濾棒,。　　　　
　　2 控制策略　　
　　(1) 對增塑劑添加的控制策略
　　 起初延用原系統(tǒng)的欠阻尼響應曲線的控制方式,。但是,，在實際調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)該控制方式存在一定的缺陷,，具體表現(xiàn)為：每天*次上電開機時,，增塑劑存儲器中增塑劑積累時間過長，造成一段時間內(nèi)濾棒增塑劑含量過低,。根據(jù)售后服務部門的反饋,，某些煙廠為保證濾棒質(zhì)量往往會剔除*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重啟時機組都會停機，并排空存儲器中的增塑劑,。由于欠阻尼響應到達設定值時間過長,，造成開始階段濾棒增塑劑含量過低。日常生產(chǎn)班次中,，每次停機不排空增塑劑,，而是在存儲器中保有一定儲存量?！　?
　　 根據(jù)自動控制原理,，車速斜坡響應可以分為過阻尼響應、臨界阻尼響應和欠阻尼響應,。理論上說,，臨界阻尼響應是的控制方式，這種響應方式既實現(xiàn)了控制的快速性又實現(xiàn)了控制的穩(wěn)定性,；過阻尼響應是為了穩(wěn)定性犧牲快速性,；欠阻尼響應則是為了快速性犧牲穩(wěn)定性。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)剩余的兩種響應曲線的特性,，筆者認為CPU啟動時使用欠阻尼響應曲線，其理由是：CPU啟動狀態(tài)下,，對增塑劑積累時間的要求優(yōu)先于增塑劑含量的穩(wěn)定性,；而其他狀態(tài)下使用過阻尼響應曲線,，此時對含量的穩(wěn)定要求優(yōu)先于積累的快速性?！?
　　 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，對增塑劑伺服電機的控制方式依據(jù)機組不同的啟動狀態(tài)采取了不同響應曲線下的控制方法,。具體來說,，在CPU啟動時（此時增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)命令至增塑劑伺服電機,，使控制曲線成為欠阻尼響應狀態(tài)以實現(xiàn)對存儲器中增塑劑的快速積累,。而在非CPU啟動狀態(tài)，控制增塑劑伺服電機的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狀態(tài),。　
　　 新的設計*避免了CPU重啟時帶來的增塑劑積累過慢的問題,、減少了廢品數(shù)量,，因此這樣的設計不會影響正常生產(chǎn)狀況時增塑劑含量的穩(wěn)定性?！　?
　　(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,，為保證濾棒質(zhì)量，每當速度低于一定的設定值時,，機組就會剔除此時的濾棒,。此時機組的速度是不斷變化的，按通常方式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щy,。　　
　　 筆者可以得到動態(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)學上只能夠采用面積積分求解的計算方法,。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方法,，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)的計算方法,?！　?
　　 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,。在實際過程中,，近似認為Δt=20ms時可以滿足條件。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*可以滿足精度要求,。所以筆者認為只要將Δt控制在20ms時就可以滿足積分求解的條件?！　?
　　 原系統(tǒng)的PLC掃描一周的時間高達幾十毫秒,，顯然不滿足要求。而此項目采用的S7-315-2DP,，其單指令掃描周期為10μs級,、整個掃描周期被縮短為7~8ms，這樣就滿足了積分計算的要求,。