Kuka 69-223-653 KRC32控制原理及功能實(shí)現(xiàn)

    3.1 Kuka 69-223-653 KRC32PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    我廠采用Allen-Bradley公司的PLC-5型處理器通過DH+通訊方式構(gòu)建了全廠PLC工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，通過DH+網(wǎng)絡(luò)上的RSView工作站實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。RSView工作站是指運(yùn)行人機(jī)圖形界面軟件（RSView32）的計(jì)算機(jī)工作平臺(tái)，該工作站建在中心控制室，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人值守和運(yùn)行集中管理的調(diào)度中心。利用RSView32可以有效地對(duì)控制過程進(jìn)行監(jiān)視和控制，可以實(shí)現(xiàn)圖形化的人機(jī)對(duì)話界面，模擬生產(chǎn)運(yùn)行的流程，在模擬流程上更加直觀地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的全自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)視、遠(yuǎn)程人工直接干預(yù)操作（如PID指令運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)定）、控制環(huán)節(jié)報(bào)警監(jiān)視等功能?？刂平缑嫒鐖D2。

圖2 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制圖形界面（RSView工作站）

    3.2 Kuka 69-223-653 KRC32恒壓供水的控制原理

    SAMI STAR變頻器具有REMOTE和LOCAL兩種操作方式。LOCAL操作方式下，通過LOCAL START/STOP開關(guān)啟停變頻器，通過f REF LOCAL INPUT0 輸入端口的電位開關(guān)人工調(diào)節(jié)變頻器工作頻率；通過LOCAL/REMOTE輸入點(diǎn)可以將變頻器切換到REMOTE操作方式下，在REMOTE方式下，通過REMOTE START/STOP輸入點(diǎn)進(jìn)行PLC遠(yuǎn)程啟停變頻器，通過f REF REMOTE INPUT0端口輸入頻率控制信號(hào)（百分比）控制變頻器工作頻率。根據(jù)供水量情況，我們把變頻器的工作頻率上限設(shè)定為水泵基頻，即頻率變化范圍控制在0~50Hz，在此范圍內(nèi)水泵運(yùn)行頻率和定子相壓成正比（及與變頻器輸入頻率成正比），這使得變頻器輸入、水泵運(yùn)行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關(guān)系，可得到較好的控制效果。SAMI STAR變頻器對(duì)用戶開放的I/0接口位于TERMINAL BLOCK CARD上，主要使用的有：X11-1（REMOTE START/STOP）；X11-4（LOCAL/REMOTE）；X11-13/14（f REF REMOTE INPUT0、4~20mA信號(hào)輸入）；X11-15/16（輸出4~20mA變頻器運(yùn)行頻率信號(hào)）；X11-17/18（輸出4~20mA變頻泵運(yùn)行電流信號(hào)）。變頻器由PLC遠(yuǎn)程控制時(shí)，啟動(dòng)是由PLC向X11-4輸出信號(hào)，使變頻器切換到外部設(shè)備控制方式（REMOTE方式），再向X11-1輸出信號(hào)，啟動(dòng)變頻器。在恒壓調(diào)節(jié)時(shí)，PLC處理器把檢測(cè)到的壓力信號(hào)作為反饋值，與PID運(yùn)算的壓力設(shè)定值（由調(diào)度人員根據(jù)情況在REView上設(shè)定）進(jìn)行比較，再經(jīng)過PID運(yùn)算得到調(diào)節(jié)后的修正值，通過模擬量輸出模板（1771-OFE）輸出到X11-13/14，作為Kuka 69-223-653 KRC32方式下變頻器的頻率控制信號(hào)，由于該信號(hào)是相對(duì)變頻器工作頻率上限的百分比，所以變頻器將輸入信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算后轉(zhuǎn)為真實(shí)工作頻率。
為了使三期變頻恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)與全廠自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來，全面實(shí)現(xiàn)對(duì)恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行情況和設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，更加安全可靠地實(shí)現(xiàn)恒壓供水，我們使用PLC進(jìn)行PID運(yùn)算和監(jiān)控。PID閉環(huán)反饋控制原理如圖3：

圖3 閉環(huán)控制原理圖

圖4 PID流程圖

   Kuka 69-223-653 KRC32 PLC的PID運(yùn)算調(diào)節(jié)通過該型處理器PID指令完成，通過設(shè)置各參數(shù)即可由PLC完成PID運(yùn)算調(diào)節(jié)。PID程序段流程如圖4。PID指令必須以相同的時(shí)間間隔周期性地執(zhí)行，可采用計(jì)時(shí)器，定時(shí)中斷或?qū)崟r(shí)采樣的等方法，此處選用了定時(shí)方法；PV是PID指令采樣的壓力控制反饋值，SP是PID指令的壓力控制設(shè)定值，KP為PID的比例增益，KI為PID的積分增益，KD為PID的微分增益，這五個(gè)控制參數(shù)作為主要的PID參數(shù)參與控制，確定PID參數(shù)時(shí)要兼顧系統(tǒng)靈敏性和穩(wěn)定性，由于我們恒壓控制要求和設(shè)備的性能條件，參數(shù)設(shè)定更強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性（及KI），由于微分環(huán)節(jié)有放大噪聲的特點(diǎn)，我們將KD盡量設(shè)置得較??；SWM為PID指令轉(zhuǎn)為手動(dòng)直接調(diào)頻的開關(guān)，SO設(shè)定為PID指令的在手動(dòng)控制輸出方式時(shí)的輸出值，當(dāng)變頻器從PID自控調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為手動(dòng)直接調(diào)頻時(shí)，SO替代PID運(yùn)算結(jié)果作為轉(zhuǎn)換時(shí)的輸出值，將SO設(shè)定為控制值就可實(shí)現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換，減小變頻器運(yùn)行頻率的震蕩。DB為PID指令的死區(qū)設(shè)定值，輸出超出死區(qū)時(shí)PID指令通過自動(dòng)運(yùn)算限制輸出超出限定范圍。

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