机械设计制造及其自动化专业外文翻译--新型六头软胶囊滴丸机控制系统的改进

附录 A 译文 新型六头软胶囊滴丸机控制系统的改进 1. 引言 滴丸机是鱼肝油生产行业非常典型和极为重要的设备，六头软胶囊滴丸机是近年自行研制开发的专用设备，具有较高的技术含量，己成功研制出第一代和第二代设备，取得了非常好的经济效益和社会效益为了企业更好地发展以适应新的形势，经集体研究决定再研制 2台六头软胶囊滴丸机第三代设备通过对前面己投入使用的两台六头软胶囊滴丸机的实际工作情况及其工作状态进行研究分析，对不足之处进行改进，研制出更理想的第三代新设备，以满足生产需要新机台电气部分主体方案依然采用 针对前两台设备在使用过程中存在的不足之处如：液位控制系统低位槽溢油现象和胶温控制系统超调现象进行改进，同时设计和完善相应的人机界面的功能以及报警、帮助和历史趋势图等信息保存功能 2. 六头滴丸机系统的构成 根据新设备控制系统的要求及安装的需要，既要继承前两代设备的优点，又要对其不足之处进行改进和完善，采用 带模拟量 I/便地实现温度、电流等模拟量的显示与控制本机电气控制系统主要包括六个滴头的控制，以两个滴头为一组，共三组；每组含电机两台以及胶温控制系统和电流采集控制系统。此外，石蜡油循环泵和液位控制系统构成石蜡油循环系统，并有石蜡油制冷控制系统以及胶丸输送系统为三组共用控制系统结构示意图见图 11 要求能够在人机界面上实现对系统的控制和状态显示，参数设定、修改和当前值的显示，报警功能；在此基础上，对胶温控制系统和液位控制系统进行改进设计，并进一步完善人机界面的功能 . 3. 控制系统的改进与技术处理 度控制系统的改进 温度控制系统主要由胶加热系统和石蜡油制冷系统两部分组成，温度主要是由 传感器给 T 模组，然后通过 理方式是采用明胶加热和石蜡油制冷两种模式，在胶加热系统中，由于采用 组作为温度的采集，需要编制 过 达到对明胶加热的控制制冷部分主要对 组的信息进行处理，根据工艺要求控制好冷冻机组的温度 在胶加热系统中，由于明胶温度的控制采用 组控制电加热器通过石蜡油域隔层对明胶进行间接加热石蜡油的热导率介于不锈钢和明胶之间，因为是间接加热，控 制效果要经过一定的延迟才能作用到胶液，呈现纯滞后环节特征，胶箱采用不锈钢材质，热导率较高，具有小惯性环节特征；明胶自身的热导率则较低，具有大惯性环节特征，采用传统渡时间长的问题 制器的设计与实现 基于以上分析，本文将传统 制和模糊控制 结合起来，设计出一种新的混合型模糊 制器，对温度控制系统进行改进，并给出系统的 真和基于 合型模糊 度控制器的系统控制框图如图 2 所示 u*(t)为 制的输出， u(t) 为模糊控制的输出， u(t)为总的控制输出模糊控制器设计的基本思路是以误差 e 为输入，进行模糊推理，适当增大或减小比例部分的控制作用，如当温度接近设定值时，适当减小比例部分的作用，以减小超调量；在温度上升的初始阶段则适当增大比例部分的作用，以加快响应速度；从而同时获得较小的超调量和较快的响应速度。 真分析 温度控制系统控制对象的近似数学模型为 ，取 2, *=3, T=10. 图 3分别是采用不同的控制方式 时，系统阶跃响应过渡过程曲线二者对比，可以发现传统 0%，而模糊 见模糊 于 控制器的实现 在仿真的基础上，设计基于 控制器，新型全自动软胶囊机采用 编程触摸终端作为实现平台胶温控制系统是由 T 模组采集温度参数，再经 行逻辑运算，实现温度控制 身没 有模糊控制器功能为了达到模糊 制功能，需编写模糊运算功能的 糊运算主要包括精确量模糊化，模糊推理 ,去模糊化等步骤，最后用查表的方法计算出模糊控制的输出 u (t)；将按常规方法整定出的 用 制器的输出 u*(t)，最后把两部分合在一起作为控制器的输出输出 号控制加热管接通时间的占空比，从而对温度进行控制在计算 u (t)时，因为已经对模糊规则进行了合理的简化，所以，减小了在线计算的工作量程序流程图如图 4所示： 因为新的滴丸机正在设计和组装中，因此采取模拟实验的方式，图 5(a)显示的是采用常规 制的温度历史曲线，图 5(b)是采用本文提出的混合型模糊 制的温度曲线通过两者对比不难发现，混合型模糊 制较好地解决了常规 制目标值跟随能力欠佳的问题，超调量明显减小，而且响应速度变快 液位控制系统的改进 位控制硬件的改进与实现 液位控制系统主要由低位槽、高位贮油罐、管道、循环泵及制冷机组等组成主要控制流程是：启动循环泵开关，石腊油进入自动控制状态，当低位油箱的石腊 油到达预定油位时，循环泵开始工作，同时启动制冷控制系统，制冷机组开始工作正常的工作状态是石腊油经管道均匀地分配到六个滴头的贮油杯和滴头上，带动己滴出来的软胶囊流向定型桶后，经输送带将软胶囊输送至下一道工序石腊油则流到低位槽，当低位槽石蜡油达到一定的液位时，启动循环泵将石腊油送到高位贮油罐里，如此循环工作由于石腊油不导电、比重较轻，且较粘，还要满足 的要求，所以原机低位槽的液位传感器选用不锈钢浮球，小巧玲珑，但是在使用一段时间后浮球的运动部位出 现结洉现象，严重地影响浮球的灵敏度，经常出现低位槽石蜡油溢出现象，严重污染了工作现场 ,同时也经常出现由操作工误关循环泵而引起的报警或溢油现象针对此问题，改进方案是采用 低位槽里增加一根不锈钢管，然后用一根气管与传感器连接，当液位槽的液位发生变化，传感器的电流毫安信号也发生变化，通过 D 模组采集数据，并经逻辑运算后输出至执行机构，从而对液位进行控制 位控制在人机界面和 的实现 在人机界面上主要设计了水位参数设置画面，通过三个参数数值输入键，分别设计为 低水位、高水位和报警水位，并在监控画面增加一个液位显示通过观察低位槽液位在理想的低位或高位所显示的实际数值，在水位模拟量设置画面中，作为人机界面的参数设定值为防止操作人员随意修改参数，该画面置于特殊参数画面后，需输入密码方可进入，并专门增加了一个进入修改密码画面特殊参数画面主要包括 殊模块出错显示、历史趋势图、水位模拟量参数设置等图 6(a)为水位模拟量参数设置画面，通过此画面直接设置或修改理想液位的参数值；图 6(b)为监控画面，可以监控各胶温和石腊油温度值、各加热器电流，及新增的水 位模拟量值为了防止在人机画面里，由于误操作关闭己开启的循环泵而引起的石腊油溢出的现象，修改人机界面和 循环泵的开关按钮由交替型改为保持型，并增加关闭循环泵的换画面按钮图 6(c)为六头滴丸机主画面，在循环泵按钮下面增加一个“关循环泵”的切换画面按钮，并链接至专门用于关闭循环泵的画面如图 6(d)，降低了操作人员误操作的可能性 报警、帮助及历史趋势图的设计 人机界面报警主要由状态指示灯、走马灯及保持型按钮等组成，当系统出现故障时，工作画面里跳出警报状态灯，并触发 蜂鸣器，工作画面的相应位置上跳出相关信息如“加热棒断一根，请确认！”或“加热棒断或空开跳闸，请确认！”“马达故障”等跑马灯信息，让操作人员能够清楚故障原因，触摸警报按钮即可关闭警报声音，故障排除后故障显示信息即自动关闭操作人员也可进入报警画面观看详细信息，或进入帮助画面了解故障处理方法报警信息主要由 1 6#滴头故障、循环泵和输送带故障、 1 3#加热棒断一根或二根全断的故障、 1 3#温度偏高故障及石腊油冷却系统故障及石腊油液位过高等故障信息组成故障原因的采集与判断，如加热棒主要是由交流电流输入隔离器 21采集加热棒的电流信息，并转换成模拟量信号输到 过比较判断加热棒是否断开，一根还是两根，并触发显示相应的走马灯报警信息 为了保存重要的历史数据，本次编程增加了历史曲线图，历史数值资料表、历史讯息表、历史警报表、当前警报表、警报频次表等信息主要针对如胶温或石腊油温度的工作状况的历史曲线进行采集 附录 B 原文 . is is in In to to to by to of in by of of to on a to is of LC in of is of to as 2. 6 of to of of to / O to to to as a a of In a a to of On to 3 to is of of is by T LC to is of in T as of LC to ID LC to of of of on T s as T of as an be a to of is of ID on ID 3 4 5 to a ID to ID . u * (t) ID u (t) u (t) of is on e e as or of of as is to of of to in of of to up to a of , 0 = 2, * = 3, T = 10. of of ID up 0%, ID ID is ID of In LC as T by LC to In to ID to LC ID of of to of u (t); be a of ID ID u * (t), as of WM to of In u (t), a of : is so to (a) ID of (b) is ID By is to ID ID of to of of of at to at to is by to of of of by to is a be to so As is of to so in ou of by a or is to MCs in to a a in mA in D LC by to to in LC on in a by a in By of or in in as To to in a to a