基于PCC控制器的磨毛整理機電控系統設計

　　PID調節器由比例調節器(P)，積分調節器(I)和微分調節器(D)構成，圖4.3所示為PID控制系統框圖。

　　圖4.3 PID控制系統框圖

　　圖中R為設定的期望值，Y為控制變量，S為實際輸出值，e為控制偏差值(e=R-S)。

　　工作原理：直接采用PCC里面具備的PID指令編程模塊，從模擬量輸入通道獲取指定的張力信號--->AD--->張力數字量--->進入PID模塊，按照設定參數(比例系數、微分時間、積分時間等)通過PID計算---->調整后的張力值，將運算結果放到輸出通道。通過公式轉換計算出調整后的頻率值。

　　4.3.2 PID控制算法

　　PID控制是根據給定值R(t)與實際輸出值S(t)之間的偏差e(t)來進行控制的。將偏差的比例 (P)，積分(I)，和微分(D)通過線性組合構成控制量，對受控對象進行控制 。

　　PID控制算法的基本運算式如下：

　　在張力控制中，綜合考慮PCC的運算速度和伺服控制系統轉速以及控制精度的要求，采樣周期設為200ms。

　　式中SK為第K次伺服電機輸出脈沖頻率，控制伺服電機的速度。SK-1 為上一次脈沖輸出頻率值。

　　△ek為實際輸出的脈沖數和應該要輸出的脈沖數之差。

　　△ek= ek- ek-1為第K次采樣所獲得的偏差數。

　　△ek-1= ek-1- ek-2為第K-1次采樣所獲得的偏差數。

　　Kp,Ki,Kd分別為比例系數、積分系數、微分系數。

　　實際調試過程可對Kp,Ki,Kd進行調試，選定合理的值，保證偏差控制在合理的范圍之內。

　　4.3.3 張力控制程序流程圖

　　張力控制程序流程圖如圖4.4所示。

　　圖4.4 張力控制程序流程圖

　　首先張力傳感器的值被傳送到PCC的模擬輸入通道，通過模擬量轉換為數字量，之后可以先進行張力預緊，使運行前各張力達到設定值的70%左右，以免全機啟動后張力立即松掉。

　　全機啟動后，伺服和變頻控制系統由0開始加速運轉，進行加速過程中張力的實時控制。在加速15s后系統進入勻速運轉階段，此時，加速張力控制關閉，開啟勻速狀態張力控制來實現勻速狀態下張力的實時控制。在勻速狀態改變設定值，就進入加速或減速狀態，時間為5s。張力控制采用傳統的PID控制。全機停止時，開啟減速張力控制，直到機器停止。

　　5 結束語

　　本設計主要從控制系統工作原理、硬件結構及軟件模塊設計等方面探討了磨毛整理機電控系統。采用PCC作為核心控制單元，將導布系統用伺服控制系統代替變頻控制系統后，使磨毛機運行過程中各張力值更加穩定。實現了技術突破，大大提高了生產效率和系統穩定性?？椢锝浤ッ珯C加工后，手感柔軟滑爽，絨毛短勻，有的織物可達到觀之無毛摸之柔爽的效果，極大的提高了織物的附加值。