基于自动给料机的变频速度调节控制方法初探

汤海峰

济宁市海智机电科技有限公司 272100

摘要：变频速度调节技术可以精准化速度控制研究自动给料机系统，对自动给料机的工作性能提升有很大的帮助。对自动给料机的组成结构以及给料机理进行深入的研究和分析，在对自动给料性能与工作要求满足的基础上，进行变频速度控制研究自动给料机的给料环节，通过多方面的硬件选型、设计测试以及程序优化等，实时监控变频速度在自动给料机中的均匀性调节以及状态。本文的研究目的在于通过对自动给料机的变频速度调节控制方法研究，提供一定的参考依据帮助自动给料机实现更深一步的智能化改进优化。

关键词：自动给料机；变频速度调节；方法研究

在很多行业，例如农业、畜牧业以及工业等，都随着不断深入应用的自动化控制技术，也在不断的提高着精量化与效率化在供应给料方面的高要求。而作为应用最为广泛的机械装置之一，给料机的主要作用就是对有用的原材料进行输送，可以说是传递中间物料的装置^[1]。在目前的市场上，根据应用场合的不同，自动给料机的类型也不一样，主要有运送、振动、气动给料等。随着近几年的经济发展，无论是国内还是国外，都开始从各个方向对给料机进行研制和开发，本文的主要研究目的就是探讨变频速度调节控制方法对自动给料机工作性能的提升以及向智能化发展的方向探索。

一、概述自动给料机结构及工作原理

自动给料机的主要构成需要电机、给料机机体、过滤芘条装置、激振装置以及弹簧等，在工作原理方面，可进行简要的概述，电机需要提供动力源在自动给料装置上，利用相互协调配合的弹簧装置和激振装置完成自动给料的作业。从某一程度来说，给料装置能实现自动控制的核心是电机，如果想研究基于自动给料机的变频速度调节方法，就需要从电机的性能及和电机相关的智能化装置调节速度方面入手。除此之外，还需要在给料的工作过程中注重对振动性能的研究，这是影响给料效率的关键因素^[2]。只有详细了解了给料关键机构的振动结构后再进行设计，就能够对自动给料实现均匀、快速的工作效果。

二、自动给料机在给料系统方面的控制要求

在自动给料机中要求精准化与均匀化的控制整体的给料系统，以实现工艺流程的自动给料，而变频优化控制给料速度，需要建立再组成整体结构的给料系统基础上。在实现给料系统的变频给料控制设计工作原理的基础上，将上位机监控与PLC核心控制原理增加进去取代传统的电气调节方式，再协调配合变频装置实现变频速度在给料系统中的调节目标。在给料机中，上位机部分的主要作用是满足一体化控制功能，包括计算、显示、报表与监控，有效实现了方便操作以及较高的监控精度等。另一方面，根据不同的给料要求与原料性能，部分给料系统也实现了对电流、电压信号的调整，利于变频速度调节在给料电机中的控制要求。

三、变频速度调节控制方法

（一）硬件选型

在变频调速系统的硬件选型中，需要将IGBT的加入建立在整流核心原理在触发信号环节的基础上，以便进行给料机变频控制电路的优化^[3]。为了实现精确化的目标，WDD35D4的电位器型号更有利于在给料环节实现精准化调节直流或者低频交流电压电流。而在给料机的变频速度调节中，最为联系紧密的则是给料量的多少，一般情况下，为了实现变频速度的控制，都是需要对给料量进行准确的测量。另一方面，会安装一个固体的流量计在给料组成构件中，对物料的下料速度、质量大小都是通过传感装置进行精准的获取，有利于对自动给料机的速度和振幅变化这类核心参数能进一步确定。

（二）软件控制

除了硬件的选型外，自动给料装置还需要进行软件控制，主要运用到的是联合了PID 控制器与模糊化控制理论的高效程序设计，作用是实现对变频速度的调节控制。自动给料装置软件控制的优化核心是选取模糊规则与确立隶属度函数。在此优化设计的窗口中可以看出，给料速度的变频装置可以通过对给料量上的一定偏差以及相应的变化率上的参数偏差来实现调节控制。除此之外，上位机、执行系统以及下位机的完整组成才能实现自动给料机的智能化，有利于对给料机的变频速度控制以及整个给料机的工作状态进行有效的监控。另一方面，数据通讯的程序需要建立在软件系统与硬件执行部件之间，对给料流程与异常事件的状态与相关信息保存需要通过对画面的监视来有效的实现。通过一系列的研究可以得出，在自动给料机的变频速度调节控制方法中，给料机在电机控制下的工作频率应该保持在47.5~51Hz内，才能实现变频速度调节控制^[4]。而自动给料机最大的机械性能能以较小的输出功率发挥出来，辅以变频控制的速度性能，就能实现自动给料机给料效率的良好提高。

结语：

在此次实验中可以得知，基于自动给料机的变频速度调节控制方法，首先要建立在对自动给料机工作原理和控制要求的全面了解基础上，其次是对相关硬件装置的增加，例如IGBT激振电路、对定位以及给料量的精准测量。同时还需要对软件控制程序进行优化，以满足变频速度调节功能在自动给料机中的功能优化，在经过实验后，变频速度调节与理想的调节目标控制在6%的误差之内，进一步确保了自动给料机中调节变频PID的速度在一个合理与可行的范围内。而在变频速度的调节控制中，利用了机械给料结合自动控制技术将组态监控功能融入进去的方法，在实际的运用中，可以促进自动给料机不断的优化与开发智能化功能，为自动给料机的工作性能提高带来了一定的参考依据。

参考文献：

[1] 包从望, 林良, 朱广勇. 中心给料机控制系统研究[J]. 科技创新与生产力, 2019, 000(003):P.50-51.

[2] 朱光波. 基于S7-300与变频器控制的自动化生产线设计[J]. 装备制造技术, 2018(1): 197-199.

[3] 孟雷. 自动化综采变频调速恒压供液控制系统的研究[J]. 华东科技(综合), 2018(4):19-19.

[4] 王志宇. 基于速度控制方式的电梯变频控制策略[J]. 中国化工贸易, 2017, 9(003):177.