PLC在抛光机气动系统中的应用

　　抛光机在对工件进行抛光的过程中，抛光带和工件之间应该保持适当的压力，这个压力即不能太大，同时也不要过小。主要原因是当压力过大的情况下，容易导致抛光带的寿命下降，严重可能会使抛光带断裂失效；压力如果太小，就无法保证工件的抛光精度，从而会造成抛光质量的下降。所以，对抛光带和工件的压力进行精度的控制是十分重要的。

气压传动属于一种能够实现工业自动化的现代化技术，具有易于推广的特点，气压系统的动力传递介质是空气，因此，利用气动系统对环境造成的污染非常小，而且容易在工程中实现。PLC这种自动控制产品具有功能强大、编程简单、可靠性较高的特点，因此这两项技术在抛光机中进行合理的应用就可以提高工件抛光质量。由气动系统控制的抛光机如图1所示，从图1中能够看出，如果想控制抛光带和工件之间的压力，必须控制气缸的压力。

图1抛光机工作原理图

　　对于气动系统控制，特别是在小流量的条件下，控制具有非线性的特点，并且具有较大的不确定性，这是由于气体具有粘性和可压缩性的缘故。另外气动系统的负载也具有不确定性，同样也能够导致整个系统的不确定性，因此，在进行PLC控制时，应该配备相应的智能算法，从而提高抛光机气动系统的可靠性。

1 PLC控制模型的建立

　　1.1 控制对象模型

　　在设计PLC控制器时，首先应该确定被控对象的模型。笔者采用产生式规则模式，其表达式为：

　　IF<CONDITl0N>THEN<ACTl0N>

　　抛光机气动系统在工作过程中气体压力的变化规律以及控制过程中误差的变化规律分别如图2和图3所示。误差E可以由下式表示：

　　式中，Ps表示预先设定的压力大小；pa表示实际测量的压力大小。

　　P_ge，P_gr，P_ce，P_er分别代表了以预先设定压力大小为基准的上、下两个压力范围的极限，ME，MR，MY，QY，QR，QE分别代表了误差大小的压力变化范围。因为系统存在不同的控制方向，当系统进入控制状态后，误差范围(QE)比较大时，对气缸加压，控制输出用Y_d表示(设定值为1时输出为最大)，K·Y_d代表误差范围(QR)比较小的情况下的控制输出，0<K<1；当误差范围(ME)比较大时，将气缸的压力减少，在这种情况下控制输出用Y_a来表示(设定值为l表示最大输出)，K·Y_a代表误差范围(MR)比较小时的控制输出。

　　1.2 PLC控制器算法的设计

　　因为计算机属于一种采样控制，仅仅能按照采样时的偏差大小来对控制量进行计算，所以应该对其进行离散化。设E(J)代表采样点预计压力和实际测量压力大小的差，E(j-1)、E(j-2)分别代表了前一个，前两个采样时刻的误差大小，△E(j)、△E(j)分别代表了误差的改变量，u(j)、u(j-1)表示第，次、第j-1次的控制输出。

　　在利用PLC进行气动系统控制时，当E(j)>0时，将打开加压通道；当E(j)<0时，将打开减压通道，接着对相应的高速电磁阀门进行调节完成控制。N₁，N₂分别代表误差界限，并且N₁>N₂，PLC控制器算法如下：

　　(1)当E(j)≥N₂时，表明误差比较大，此时，应该利用PLC控制器进行干预控制，从而能够使误差绝对值向着较小的方向变化，进而能够使误差的绝对值降低，PLC控制器的输出：

　　(2)当E(J)<N₂时，此时误差有继续增大的趋势，绝对值并不是很大，在这种情况下可以利用PLC控制器对其进行一般的控制，改变误差变化的趋势，使误差绝对值能够减少就达到了目的，此时PLC控制器的输出为：

　　示增益放大系数,j₁>1；j₂表示抑制系数，0<j₂<1；j表示控制周期序号。