基于PLC的模糊控制在挤出机温度控制系统中的应用.pdf

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1、2010年第5期电线电缆20tO年lO月NO．520l0ElectricWire&Cable0et．．2010基于PLC的模糊控制在挤出机温度控制系统中的应用吴佳，翁正新(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200030)摘要：为了进一步提高挤出机温度控制性能，提出了一种以模糊控制为核心的温度控制系统。该系统能够很好地解决温度超调的问题，并能提高系统的控制精度和响应速度。同时结合可编程序控制器(PLC)来实现该控制系统，使其更为灵活及高效。关键词：挤出机；模糊控制；温度控制；PLC中图分类号：TM205．2文献标识码：A文章编号：16

2、72—6901(2010)05-0033-04ApplicationofthePLC-BasedFuzzyControlintheTemperatureControlSystemoftheExtruderWUJia．etal(ShanghaiJiaotongUniversity，InstituteofElectronicInformationandElectricalEngineering，Shanghai200030，China)Abstract：Inordertoimprovetemperaturecontroloftheextrud

3、er，atemperaturecontrolsystemfocusingonfuzzycontrolwaspresented．Thissystemcaneliminateeffectivelyovershootandimprovecontrolprecisionandresponsespeedofthesystem．Integrationwithprogrammablelogiccontroller(PLC)improvesflexibilityandfunctionofthesystem．Keywords：extruder；fuzzyc

4、ontrol；temperaturecontrol；PLC0引言1温度控制系统的工作原理在挤出设备中，温度不但对产品的质量有最直温度控制系统的控制对象是加热及冷却模块，接的影响，而且对加工稳定性、设备的耐用性等都有它可用近似一阶惯性环节和滞后环节来描述，其传影响。如果挤出温度过高，橡胶容易产生焦烧现象，递函数为：即发生早期硫化(交联)并失去流动性能和再加工G(5)=Ke⋯／(T+1)(1)的能力。而挤出温度太低，不但会使产品表面不光式中，为对象的静态增益；T为对象的时间常数；r滑、容易脱节，而且会加剧螺杆与料筒的磨损，加重为对象的滞后时间

5、；S为时间变量。驱动系统的负载，甚至直接带来零部件的致命损通常获得近似传递函数的方法是对控制对象施伤。在实际生产过程中，影响温度的因素比较加阶跃输入信号，测得控制对象的阶跃响应，再通过多，包括：静液压功率、模头阻力、电加热器功率、聚阶跃响应曲线确定近似的传递函数。针对本文的控合物导热性能、室温、冷却水温度及信号噪音等。制对象，我们可以采用飞升曲线法进行实验，获得其因此，在设计挤出机温度控制系统时很难建立飞升曲线，然后根据Cohn．Coon公式求出对象的参精确的数学模型，在很多情况下，挤出过程的温度控数。Cohn．Coon公式如下：制在很大

6、程度上依赖于操作人员和工程师的经验来K=AC／AM进行调整。本文则主要介绍了如何利用模糊控制方T=1．5(to．632一t0．28)法对温度进行高精度控制的应用实例。r_1．5：一÷c0，：)式中，AM为系统阶跃输入幅值；AC为系统输出响应幅值；t。：为对象飞升曲线在0．28AC时的时间(S)；t。，为对象飞升曲线在0．632AC时的时间收稿日期：2010．02—1l(S)。作者简介：吴佳(1981一)，男，在读硕士研究生．作者地址：上海市浦东新区凌河路777弄38号201室经计算可得K=0．9，T=120S，r=38S，代入式[2001

7、29]．(1)可得传递函数为：2010年第5期电线．电缆2010年1O月No．52Ol0ElectricWire&Cable0et．．2010G(5)=0．9e／(120s+1)综合考虑了该系统的稳态精度、稳定性和动态本温度控制系统通过温度传感器采样得到挤出性的要求后，本文将e、ec和u的模糊子集定为7机机身各温区的实际温度，并送至可编程控制器级，增加分级档数，可以提高稳态精度，但同时也将(PLC)。PLC将实际温度值PV与设定温度值SP扩大模糊关系矩阵的维数，增加控制表的容量，这对进行比较，并将得到的结果送入温度控制器，温度控提高控制稳

8、定性和快速性是不利的。制器按一定的控制规则计算出相应的控制量MV，e，ec，u={NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}以控制固态继电器和冷却水比例电磁阀，从而实现子集中的元素分别代表负大，