基于PLC的废金属破碎生产线监控系统设计

　　主机负荷不平衡问题出现的主要原因是废金属原料来源复杂，且加料过程由人工操纵加料机械臂完成，很难保证进料量的稳定。当加料增加时，主机处理负载增大，可能出现主机过载情况，产生安全隐患；如果加料减少则可以保证主机不出现过载情况，但是会影响生产线效率，增加生产成本。

　　通过分析废金属破碎生产线工艺流程，发现主机负荷平衡状态与链板输送机输送速度和双压辊进料机进料速度直接相关，为调节主机负荷平衡状态，作者采用模糊PID控制算法对链板输送机速度和双压辊进料机进料速度进行双闭环控制。PID控制具有简单、方便、稳定性好等特点，是广泛应用的一种控制方式，其控制性能取决于比例、积分、微分三个参数的设置，对于时变复杂的系统，参数在线调整困难，适应性差，模糊控制对被控对象模型精度要求不高且鲁棒性高解耦性强，能对复杂系统进行简单有效控制，但由于缺少积分控制过程，很难消除静态误差。 模糊PID控制将模糊理论与PID技术相结合，既具有模糊控制灵活、适应性强的特点，又具有PID控制稳定性好、精度高的特点，对复杂时变的控制系统具有良好的控制效果，改善了非线性系统的静态与动态特性。

　　主机负荷平衡系统，以控制物料进给量为目标，调节链板输送机和压辊进料机进料速度；通过主机产能计算链板输送机单位时间内的进料量，根据单位时间内进料量与链板输送机安装角度计算出输送电机转矩，设定转矩波动调节范围，以转矩误差e及误差变化率ec为模糊控制器输入变量，调节PID输入参数变化量ΔKp 、i ΔK 、d ΔK ，对链板输送机速度及压辊进料机速度进行控制，调节物料进料量，主机负荷平衡系统控制原理如图4所示。

图4 负荷平衡控制原理图

4 结论

　　基于PLC的废金属破碎生产线监控系统，作者应用Profibus及Profinet总线技术实现了废金属破碎生产线的可靠监控，采用Profinet的实时通信也为Profinet总线技术在其他领域应用提供了应用实例，提出了废金属破碎主机负荷平衡的解决方案，有效的改善了破碎主机负荷平衡问题。系统实际运行表明该系统工作稳定可靠，提高了废金属破碎生产线的自动化运行水平，提高了企业的生产效率。