基于调速电机和重量反馈的塑料颗粒给料重量的控制方法

技术领域

本发明属于技术领域，尤其涉及基于调速电机和重量反馈的塑料颗粒给料重量的控制方法。

背景技术

在物料混合应用中，混料机经常需要配比多种物料进行混合，每种物料按照预设的比例进行给料，以批次为单位进行装填，放入在混料仓，启动搅拌桨将腔体内的物料混合均匀，混料仓中累积到一定高度后，混合均匀的一批次物料排出完毕后，重新开始下一个混料批次。而给料控制方式目前主要是采用体积式给料和称重式给料两种方式。

其中，体积式给料控制，通过执行机构(电机与螺杆或气缸与阀门的形式)将塑料颗粒给出。给料重量主要是通过电机转速，螺杆的规格或由阀门开关的大小来计算出每个单位时间内的可以下料的重量，一般以秒为单位，计算出每秒出料的克数，再通过控制执行机构运行时间去间接控制下料的实际重量，是一种没有重量反馈的开环控制系统，这样的方式容易受到物料堆积密度的干扰，下料重量无法精确控制，同时对于一些特殊材料(例如易静电材料)实际下料重量误差更加大。

其中，称重式给料控制，相比体积式给料增加了称重反馈模块，是一种带重量反馈的闭环控制系统。通过电机驱动螺杆将塑料颗粒送入称重容器重，由称重模块，采集容器内塑料颗粒的重量并反馈给控制控器，由控制器计算当前重量与目标重量的差值后对电机进行启停控制，从而控制下料的实际重量。相比体积式能更准确的控制下料的重量。

但是，电机无法调速，转速设定困难。电机停机时由于惯性的作用，如果转速过高，停机时容易出现实际重量超出设定重量的情况；如果转速过低，虽然惯性作用小了，但是运行时间延长导致产量降低。

而且每批次比例精度不高。一个批次一般有2～3个物料组成，一个批次的比例会受到批次内各物料的重量影响。电机停止后由于物料从料斗出口到称重斗之间还有一段距离，所以需要提前停止电机，而这个提前停止电机的时间长短，一般设定为固定不变的值，但是实际运行过程中由于这物料从料斗出口到称重斗之间的这段距离下落的重量受到各种因素(堆积密度，材料特性，下料类型等)的影响是会变化的而不是一个定值。单组分下料的重量存在偏差后，会影响整个批次的整体比例，对于精度要求特别高的场合就不适用了。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供基于调速电机和重量反馈的塑料颗粒给料重量的控制方法，

为实现上述目的，本发明提出了基于调速电机和重量反馈的塑料颗粒给料重量的控制方法，其特征在于，包括中央处理器，所述中央处理器电性连接电机控制器，所述电机控制器驱动执行器带动被控对象完成操作，使混料仓输出相应的物料量，在所述被控对象上设置有检测装置，所述检测装置与所述中央处理器通信连接。

在一个示例中，所述中央处理器与所述电机控制器构成控制器单元，通过收集反馈实时重量同时通过计算并对所述控制器单元进行控制，所述电机控制器为驱动器，所述执行器为调速电机，可以对下料的速度进行调整，所述被控对象为螺杆，所述调速电机连接所述驱动器，所述检测装置为称重传感器，通过称重传感器可以实时测出下料的重量。

在一个示例中，所述控制器单元采用多段速的方法控制所述调速电机，根据称重值的反馈到所述控制器单元，由所述控制器单元控制所述调速电机先高转速运行，以保证产量，当重量接近设定重量时，改变对所述调速电机转速，使其低速运行，以保证控制精度。

在一个示例中，在多段速度控制的基础上采用多个提前量的方法提高控制精度，第一段提前量用于所述调速电机减速的触发，使所述调速电机进入低速运行状态，避免由高速状态直接停机产生巨大的惯性，低速运行的所述调速电机到达目标重量此时利用剩余惯性及落料口到称重容器间的距离会有一定的延时，需要第二段提前量对这段距离的重量进行预判，所以设定了第二个提前量，用于判断停机时间，通过两个提现量的控制在多段速控制的基础上提高了控制精度。

在一个示例中，提前量的方法设定采用自动计算修正，以确保控制精度达到预期设定值，第一段提前量根据批重及比例自动设定，第二段提前量由于实际运行过程中停机后这段距离下落的物料种类，会受到材料的性质，螺杆尺寸，电机转速等因素的影响而不同，所以第二段提前量需要进行调整，运行中通过计算平均偏差的方法会实时修正第二段提前量以确保控制精度。

通过本发明提出的基于调速电机和重量反馈的塑料颗粒给料重量的控制方法能够带来如下有益效果：

1.采用智能型控制器以及多个提前量控制的算法，保证了批次重量的准确性。

2.采用称重反馈与控制器实时计算实现闭环控制，提高系统的控制精度。

3.采用调速电机多段速控制，保证精度的同时而不影响产量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的系统结构原理图；

图2为本发明的控制原理结构原理图；

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。

如图1～图2所示，本发明的实施例提出了基于调速电机和重量反馈的塑料颗粒给料重量的控制方法，其包括中央处理器1，中央处理器1电性连接电机控制器2，电机控制器2驱动执行器3带动被控对象4完成操作，使混料仓输出相应的物料量，在被控对象上设置有检测装置5，检测装置5与中央处理器1通信连接。

具体地，中央处理器1与电机控制器2构成控制器单元6，通过收集反馈实时重量同时通过计算并对控制器6进行控制，电机控制器2为驱动器，执行器3为调速电机，可以对下料的速度进行调整，被控对象4为螺杆，调速电机连接驱动器，检测装置5为称重传感器，通过称重传感器可以实时测出下料的重量。

具体地，控制器单元6采用多段速的方法控制调速电机，根据称重值的反馈到控制器单元6，由控制器单元6控制调速电机先高转速运行，以保证产量，当重量接近设定重量时，改变对调速电机转速，使其低速运行，以保证控制精度。

具体地，在多段速度控制的基础上采用多个提前量的方法提高控制精度，第一段提前量用于调速电机减速的触发，使调速电机进入低速运行状态，避免由高速状态直接停机产生巨大的惯性，低速运行的调速电机到达目标重量此时利用剩余惯性及落料口到称重容器间的距离会有一定的延时，需要第二段提前量对这段距离的重量进行预判，所以设定了第二个提前量，用于判断停机时间，通过两个提现量的控制在多段速控制的基础上提高了控制精度。

具体地，提前量的方法设定采用自动计算修正，以确保控制精度达到预期设定值，第一段提前量根据批重及比例自动设定，第二段提前量由于实际运行过程中停机后这段距离下落的物料种类，会受到材料的性质，螺杆尺寸，电机转速等因素的影响而不同，所以第二段提前量需要进行调整，运行中通过计算平均偏差的方法会实时修正第二段提前量以确保控制精度。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。