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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(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(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，運用伺服傳動系統(tǒng)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(yīng)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(wù)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(yīng)到達設(shè)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(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)是的控制方式，這種響應(yīng)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(yīng)是為了穩(wěn)定性犧牲快速性；欠阻尼響應(yīng)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(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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)狀態(tài)。
新的設(shè)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(shè)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(dāng)速度低于一定的設(shè)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(dāng)?shù)睦щy。
