2025年04月04日 16:16:25 来源：广州市凯士称重设备工程有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量：2
| 动态配料系统中的应用研究 | 2020-02-25 |
| 随着经济的发展,基于数字控制的动态配料系统在建材、药物、食品、饲料等加工工业中得到了广泛的应用,且动态配料在产品生产过程中占有举足轻重的地位。动态配料的目标是使生产产品的多种原料能够按照一定的比例混合,而混合比例的精确度直接影响产品的质量。但由于动态配料系统是一个具有强耦合、大滞后和内外干扰无法确定的配料系统,使得原料的配比的精确控制难以实现,因此对动态配料系统控制方法的研究具有重要的现实意义。针对上述问题,本文提出采用自抗扰控制技术,研究基于自抗扰控制器的动态配料系统。首先,从动态配料系统工艺流程出发,在深入分析配料系统各部分功能及运行方式的基础上,提出影响动态配料系统配比精度的关键流程及主要因素。并对配料系统的功能、指标与需求进行深入分析,研究动态配料系统的整体架构。其次,针对动态配料过程生产环境复杂、影响因素难以确定及原料的密度和堆积状态的不可预测性对配料系统稳定性影响较大的问题,提出采用机理分析的方法,结合动态配料生产线的实际工艺建立动态配料系统关键流程的简化模型:建立给料机的给料模型,明确给料驱动电机频率与给料流量之间的关系;建立物料冲击影响力模型,明确物料下落冲击力对皮带秤称重传感器的影响关系;建立皮带秤称重模型,确定动态称量中瞬时流量及累积流量的具体实现算法。从而为后续动态算法的实现提供模型与理论基础。然后,论文在所研究的简化模型的基础上,针对动态配料系统的不确定性和内外干扰等问题,对传统PID控制的方式优缺点进行分析,提出运用基于误差消除误差的自抗扰控制技术。在原理分析的基础上将动态配料系统的不确定因素及内外干扰作为整体进行处理,分别对动态配料系统自抗扰控制器的一阶跟踪微分器、二阶扩张状态观测器及非线性反馈控制律进行研究,利用数字仿真技术将其与传统PID控制器进行对比分析,证明自抗扰控制器在动态配料系统配比精确控制过程中所具有的性。最后,在所建立的数学模型及控制算法的基础上,结合生产工艺的基本流程及功能、需求及技术指标,完成动态配料系统的设计与实现,对动态配料系统的整体方案及软硬件的实现进行详细的阐述,并对控制配料系统的实际应用过程及效果进行分析,进一步证明自抗扰控制器在动态配料系统中应用的可行性及有效性,同时证明自抗扰控制在动态配料系统中应用的强鲁棒性及强抗干扰性能。 在配料系统建设时，首行数据准备非常必要，以下简单介绍配料系统需要的主要数据。 1. 产品BOM 主要分EBOM(设计)和MBOM(制造)两种。EBOM体现产品组成结构，可用来生成物料需求计划。MBOM体现产品的制造过程，可用来生成作业计划，指导实际生产作业。EBOM来源于PDM的EBOM树，导入方式可分为紧密集成和非紧密集成两种。前者PDM直接和对接，利用集成接口导入所需数据，使用简便，但开发量大，两个配料系统间互相影响，如果以后配料系统升级可能会影响集成。后者由PDM中导出生成中间文件，再导入生成BOM树，两个配料系统间无任何直接的数据交换，开发相对容易；即使以后配料系统升级，只要导入导出的数据格式不变，对配料系统运行就不会有影响，因此也为很多企业所采用。PDM中可以建立单独的MBOM树(有些甚至还有计划BOM、采购BOM、工艺BOM等)，和EBOM使用同一套图纸和工艺文件，只是节点的组成结构不同，这样就保证了EBOM和MBOM数据源的性。在其他配料系统中建立MBOM要涉及到数据的同步维护问题，耗费人力且容易出错。很多企业没有专门的MBOM而只有EBOM，在中可考虑采取一种比较简便的方式：根据EBOM，配料系统自动读取工艺文件建立MBOM低成本的实现方式,BOM由PDM导入时，一些节点属性(如自制、外购、外协)也需要同时导入。 2. 财务数据 财务数据可导入核算生产成本。从很多企业实施信息化项目的经验看，数据对项目成功与否影响很大，因为数据问题以致项目运行不起来甚至失败的例子并不鲜见，因此在项目建设之初就对数据进行规划和准备十分必要 3. 工艺文件 中工序问的周转配料系统自动完成，转序依据就是工艺流程，这是运行的基础。流程型企业一般工艺流程比较固定，数量也少，可在中直接创建。离散制造型企业，工艺流程很多，配料系统内创建工作量太大且是重复劳动(工艺文件已有)，可以通过工艺文件导入。 工艺文件中除工艺流程外，还应有设备、工时等信息。设备信息可用于派工时设备，工时可用于衡量工作量，也是计算生产排程的依据，配料系统自动排程对工时的准确性和完整性要求很高，否则排程结果不准确。工艺流程中的工序名称一般要求标准化，这样配料系统可以按照工序自动派工、核算评估工序产能及对工序进行属性定义。 工序名称不统一会给配料系统运行带来困难，如果全部重新修改工艺文件工作量太大，可以采取一种更为便捷的办法：在配料系统内建立新旧工序名称的对照表，由配料系统自动解析。 4. 生产计划和库存数据 动态配料系统通过集成接口导入ERP，可和物资库存管理动态系统集成，自动读取数据扣除可用数量，同时可指导现场作业配料。 5. 物料齐套清单 物料齐套是装配型企业生产管理的难点，在中需要重点考虑。物料清单是齐套的依据，不仅应反映产品组成，还要考虑实际生产过程，即按生产流程配科，配料可到工序。物料清单可由MBOM自动生成、在工艺文件中导入、或以物料清单文件形式导入。 6. 图纸等技术文件 出于降低成本以及技术、工艺的需要，很多企业希望能够实现无纸化生产，生产过程中不再使用纸质图纸、工艺等文件，所有文件均在中读取，此时需要把文件导入。 7. DNC配料系统数据 DNC配料系统中的设备、数控程序及任务完成情况等信息可以导入，可把生产任务信息导入DNC。 8. 订货数据 订货数据一般来自于销售部门，可以由CRM配料系统导入，也可手工输入。 | |
