一體式高精度流量控制系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)

胡宗政

（蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

0 引 言

從補(bǔ)償系統(tǒng)的整體整合上看，在進(jìn)行先進(jìn)的流量控制時(shí)，需要根據(jù)其高性能的螺旋桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)控制。但是，在進(jìn)行電機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化體系設(shè)計(jì)中，依舊面臨諸多技術(shù)難題。因此，在高精度流量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要做好精簡(jiǎn)與一體化的創(chuàng)新。

1 螺桿泵一體式高精度硬件設(shè)計(jì)

一般來說，硬件的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。在整體設(shè)計(jì)中，它并沒有想象中那么復(fù)雜。螺旋桿的構(gòu)造比較容易，通常需要出液連續(xù)均勻、壓力穩(wěn)定及無壓力流量脈動(dòng)。

選擇螺桿泵時(shí)，分析螺桿泵能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能有手臂的上、下、左、右、移動(dòng)的夾緊和放松。尤其是在壓力結(jié)構(gòu)的持續(xù)作用中，它相應(yīng)的設(shè)備體系端也會(huì)逐漸發(fā)生變化。因此，在進(jìn)行傳動(dòng)桿設(shè)計(jì)中，需要分析整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中研究對(duì)象的上、下、左、右、移動(dòng)，并通過普通電機(jī)來驅(qū)動(dòng)對(duì)象的螺桿泵傳動(dòng)變化[1]，力求達(dá)到良好的調(diào)速性能和快速響應(yīng)。此外，還應(yīng)具有多功用性、控制精確的特點(diǎn)。因此，選用普通電機(jī)作為此次螺桿泵控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而夾緊、放松的改變由時(shí)間繼電器控制。

在機(jī)泵的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用交/直流伺服，使輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)的任意變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)精確定位。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，能快速反應(yīng)。當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速則隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

2 一體式高精度流量控制系統(tǒng)分析

控制系統(tǒng)是產(chǎn)品最重要的單元，包括顯示單元、控制檢測(cè)單元、信號(hào)（輸入輸出）單元、伺服驅(qū)動(dòng)單元和控制柜體。在整體的控制體系端，同樣會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)結(jié)構(gòu)的調(diào)整而發(fā)生一體式精度的改變。尤其是在高精度流量體系控制中，各個(gè)系統(tǒng)層面的精確控制效果也在逐漸改變。因此，為了能夠使其整體的控制效率得到全面性提高，需要根據(jù)單元層的信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行較為顯著的流量控制。

它的主體控制主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

（1）顯示單元主要顯示系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，尤其是電流參數(shù)，其需要進(jìn)行集中性數(shù)據(jù)信息控制。同時(shí)，在故障體系結(jié)構(gòu)設(shè)定中，需要對(duì)其不同的參數(shù)體系進(jìn)行綜合性數(shù)據(jù)設(shè)定[2]，如進(jìn)行開車及停車的過程是最佳的數(shù)據(jù)獲取時(shí)間。此外，在信息流的吸引中，還要對(duì)其單元結(jié)構(gòu)層的變化進(jìn)行高精度的流量控制。這樣在參數(shù)體系設(shè)定中，它單元格的檢測(cè)控制系統(tǒng)也會(huì)更加清晰。同時(shí)，主負(fù)責(zé)系統(tǒng)也具有一定的邏輯性控制，可做好相應(yīng)的信號(hào)處理，最終使通訊結(jié)構(gòu)體系更加清晰。

（2）在單元格的全面檢測(cè)中，不同的負(fù)責(zé)系統(tǒng)在進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)運(yùn)行中，其相應(yīng)的信號(hào)處理效果也會(huì)更加明顯。尤其是遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計(jì)效果也會(huì)更加顯著。本流量系統(tǒng)在控制系統(tǒng)的體系輸出中，可以根據(jù)通訊信息的配置進(jìn)行modbus接口的全面接入[3]。

（3）在信號(hào)的輸入、輸出方面，需要利用數(shù)字信號(hào)的通道變化進(jìn)行通道信息的數(shù)據(jù)改變。尤其是在通道數(shù)字量（繼電器）方面，其相應(yīng)的信號(hào)模擬通道也會(huì)更加清晰。在不同的信息計(jì)量輸入中，可以結(jié)合用戶的信息參數(shù)進(jìn)行自行信息的設(shè)定。這樣在各個(gè)單元通道之間，其驅(qū)動(dòng)的信息數(shù)據(jù)也會(huì)隨之而改變。

需要說明的是，信號(hào)單元各個(gè)通道均為可編程。與一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同，PLC由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。其中，微處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出部件、電源、編程器、I/O部分以及其他外部設(shè)備組成硬件系統(tǒng)。各個(gè)部分通過總線連接，結(jié)構(gòu)如圖1所示。PLC的各種編程構(gòu)成PLC的軟件系統(tǒng)，一般包括用戶程序和系統(tǒng)程序。一個(gè)完整的PLC必須包括系統(tǒng)程序，以控制PLC的運(yùn)行。用戶程序是根據(jù)用戶的需要而編寫的程序。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成完整的PLC系統(tǒng)?？删幊炭刂破饕揽看鎯?chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)其控制功能。當(dāng)出現(xiàn)問題需要改變時(shí)，只需要修改程序即可。一臺(tái)可編程控制器只要改變軟件就能控制不同的對(duì)象[4]。

圖1 PLC的硬件系統(tǒng)

（4）在整體的單元格設(shè)計(jì)中，所需求的精確度相對(duì)較高。尤其是在全面性控制中，它的主體傳動(dòng)控制體系也在逐漸明確。在進(jìn)行轉(zhuǎn)矩波動(dòng)變化中，需要對(duì)其整體的速度進(jìn)行全面性的波動(dòng)控制。在精確度分析中，它的主體固定物質(zhì)也能在潤(rùn)滑波動(dòng)中得到較好的改變，相應(yīng)的非潤(rùn)滑物質(zhì)性也能在結(jié)構(gòu)變化中更加清晰，從而使得信息流量的統(tǒng)計(jì)效果更加顯著。圖2為單元格設(shè)計(jì)中相應(yīng)的參數(shù)結(jié)構(gòu)圖，包括三菱FX3GA-40MT、伺服驅(qū)動(dòng)器MR-JE-20A、三菱觸摸屏、三菱伺服電機(jī)和螺桿泵。

圖2 單元格設(shè)計(jì)中相應(yīng)的參數(shù)結(jié)構(gòu)圖

從整體的結(jié)構(gòu)層中可以看出，可以對(duì)其不同的裝置進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。同時(shí)，在不同的螺桿泵中，其調(diào)整裝置也會(huì)逐漸改變。因此，在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的控制中，它的PLC編程控制體系也能在觸摸屏中發(fā)生性質(zhì)的改變，最終進(jìn)行初步性的調(diào)整。在PLC編程應(yīng)用中，它相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)效果也會(huì)更加明確。

3 一體式高精度流量控制PLC軟件分析

通過分析控制要求，本系統(tǒng)共需18個(gè)輸入點(diǎn)、6個(gè)輸出點(diǎn)。因此，PLC采用西門子S7-200系列的CPU224。由于I/O數(shù)量不夠，故選用擴(kuò)展模塊EM221。S7-200系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)，在連接各種擴(kuò)展模塊后，能夠具有擴(kuò)展功能和更大的控制能力。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，需要18個(gè)輸入點(diǎn)（SQ1-SQ4、啟動(dòng)、停止、五種手動(dòng)、單步、單周期、循環(huán)、回原點(diǎn)工作方式、上下左右移動(dòng)、夾緊、放松、復(fù)位）和6個(gè)輸出點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)（上左下右動(dòng)作、夾緊/放松、原位指示燈），具體分配如表1所示。

表1 PLC的選型參數(shù)及功能

在進(jìn)行主體信息分析中，需要對(duì)其系統(tǒng)的流量組態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的控制分析。尤其是在一體式高精度信息控制中，它相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)也能在不同的信息變化中發(fā)生層次性改變，這樣組態(tài)環(huán)境在不同的結(jié)構(gòu)端也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。

同時(shí)，在高精度流量信息的基礎(chǔ)控制中，它相應(yīng)的組態(tài)結(jié)構(gòu)也能得到全面性調(diào)整。在進(jìn)行流量系統(tǒng)的精確改變上，它相應(yīng)的結(jié)構(gòu)層也能在不同的數(shù)據(jù)中具有流量的信息變化控制[5]，并使得高精度的流量在控制系統(tǒng)中具有一定的信息數(shù)據(jù)獲取。同時(shí)，在服務(wù)系統(tǒng)中同樣會(huì)具備一定的控制結(jié)構(gòu)變化。最終，在不斷的調(diào)整中使得高精度流量控制的效果更加顯著。

4 結(jié) 論

一體式高精度流量控制系統(tǒng)的構(gòu)建相當(dāng)重要。在進(jìn)行全面性構(gòu)建中，需要結(jié)合體系層的變化情況進(jìn)行一體式的流量確定。同時(shí)，根據(jù)不同的信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的信息調(diào)整。這樣在多層次信息利用中，其相應(yīng)的精確度也能得到全面性提升。

參考文獻(xiàn)：

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