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基于PLC和模糊控制的带式输送机联动控制研究
摘要：
随着工业化的发展，带式输送机逐渐成为各种生产线中的重要设备。然而，传统的控制方式无法满足对生产效率和精度的要求。本文介绍了一种基于PLC和模糊控制的带式输送机联动控制方案。该方案可以提高生产线效率和精度，并具有一定的调节能力和鲁棒性。
关键词：PLC、模糊控制、带式输送机、联动控制
一、引言
带式输送机是一种用于将物料从生产线中的一个点传输到另一个点的设备。它广泛应用于各种生产线中，如煤炭、电力、化工、冶金、食品等。传统的控制方式通常采用PID控制器，该控制方式具有一定的控制精度，但无法适应复杂的生产环境。近年来，随着模糊控制理论的发展，模糊控制被广泛应用于工业控制领域。本文提出了一种基于PLC和模糊控制的带式输送机联动控制方案，在提高生产效率和精度的同时，具有一定的调节能力和鲁棒性。
二、基本原理
1.PLC控制器
PLC控制器是一种可编程控制器，可以实现各种控制功能。本文采用的是控制逻辑可编程的S7-300PLC，其输入和输出模块可以根据需要灵活配置。PLC程序采用LadderDiagram（梯形图）表示。
2.带式输送机
带式输送机通常由电机、变速器、输送带等组成。调节输送机速度可以控制传输物料的速度和产量。
3.模糊控制
模糊控制是基于模糊数学理论的一种控制方法。它可以处理模糊或不确定的信息，具有良好的鲁棒性和适应能力。模糊控制器包括模糊化、规则库和解模糊三个部分。在本文中，模糊控制器采用的是MAM2型模糊控制器，其输入和输出都是模糊量。
三、联动控制方案
1.带式输送机速度控制
本文采用的是变频器控制电机转速。变频器输入端连接PLC的模拟量输出模块，输出端连接电机。PLC程序根据生产线所需的产量和输送物料的特性，计算所需的输送速度。然后将速度信号输出到变频器控制电机转速。变频器调节电机的转速，以达到所期望的输送速度。
2.模糊控制
为了进一步提高精度和鲁棒性，本文采用模糊控制器对输送机进行控制。模糊控制器的输入变量包括误差e和误差变化率de，输出变量是控制量u。
模糊化：
分别对e和de进行模糊量化，得到它们的隶属度函数。
规则库：
根据经验规则，建立规则库。本文采用3x3的规则矩阵，共9条规则。
解模糊：
将模糊输出变量u解模糊，得到最终的控制量。
3.联动控制
综合考虑速度控制和模糊控制的结果，得到最终的控制量。本文采用PID算法对控制量进行调整，以保证生产线的稳定性和精度。
四、实验结果分析
本文在Siemens开发平台上进行了带式输送机控制实验。实验采用了不同的输送速度和输送物料，测试控制系统的性能。
实验结果表明，本文所提出的联动控制方案可以满足高精度、高效率的生产要求。模糊控制系统可以适应不同的物料性质和环境变化，具有一定的鲁棒性。并且，该方案具有一定的实用性，可以在工业生产中广泛应用。
五、结论
本文提出了一种基于PLC和模糊控制的带式输送机联动控制方案。实验结果表明，该方案可以提高生产线效率和精度，并具有一定的调节能力和鲁棒性。该方案具有一定的实用性，可以在工业生产中广泛应用。未来，我们将进一步完善该方案，并将其应用到更广泛的生产领域中。