包裝機自動(dòng)控制系統可以從不同的角度進(jìn)行分類(lèi)。
(—) 按輸入量變化規律分類(lèi)
1.恒值控制系統
所謂恒值就是恒定給定值的簡(jiǎn)稱(chēng)。系統的給定值不變,并且要求系統的輸出量相應地保持恒定。包裝過(guò)程中有些參數要求保持在—個(gè)正常標準值上不變,這個(gè)正常標準值就是給定值。如溫度控制、物料的重量控制、流量控制等就是這樣的系統。
2.程序控制系統
系統的給定值是—個(gè)事先確定的時(shí)間函數,按—定規律變化,系統的任務(wù)是使被控制量以—定的精度按給定規律變化。一個(gè)典型的例子是程序控制機床的控制系統。
3.隨動(dòng)控制系統
隨動(dòng)控制系統也稱(chēng)跟蹤控制系統。這類(lèi)系統的特點(diǎn)是給定值在不斷變化,且變化規律是未知的??刂葡到y的目的是使被控參數快速地、準確地跟隨給定值變化。軍事上的導彈攔截系統是典型的隨動(dòng)控制系統。隨動(dòng)控制系統在包裝過(guò)程中應用也很多,如物料自動(dòng)稱(chēng)重系統即可看成是—個(gè)隨動(dòng)控制系統,指示器顯示值嚴格地、及時(shí)地跟隨輸入(物料的重量)變化而變化。
(二) 按有無(wú)反饋環(huán)節分類(lèi)
1.開(kāi)環(huán)控制系統
如果系統的輸出端與輸人端之間沒(méi)有反饋回路,輸出量對系統的控制作用無(wú)影響,這樣的系統稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統。如圖所示的電機調速系統即為開(kāi)環(huán)控制系統。當給定電壓改變時(shí),電機轉速也跟著(zhù)改變,而轉速的變化對控制不起作用。 這種系統經(jīng)受不住負載轉矩變化對轉速的影響。開(kāi)環(huán)系統結構簡(jiǎn)單,不存在穩定性的問(wèn)題。但受干擾影響較大,控制精度取決于各環(huán)節的精度和干擾的大小,通常較低。由于步進(jìn)電機采用脈沖電流驅動(dòng),且在—定頻率范圍內不會(huì )出現丟步現象, 故采用步進(jìn)電機驅動(dòng)的包裝設備, 大多采用開(kāi)環(huán)控制。
2.閉環(huán)控制系統
如下圖所示, 系統的輸出端與輸人端之間存在反饋回路, 輸出量對控制作用有直接影響, 這樣的控制系統稱(chēng)為閉環(huán)控制系統。 閉環(huán)的作用就是應用反饋來(lái)減小偏差,通常閉環(huán)系統控制精度高。 但閉環(huán)系統比開(kāi)環(huán)系統復雜, 而且存在著(zhù)穩定性問(wèn)題, 即系統輸出量遠離恒定的給定值或不能跟隨輸人量的變化, 使系統處于不穩定的狀態(tài)。因此設計閉環(huán)系統時(shí)要根據具體要求進(jìn)行選擇。 閉環(huán)控制系統在包裝過(guò)程中得到廣泛的應用。
(三) 按系統的反應特性分類(lèi)
1.連續控制系統
系統中的參數變化都是連續的, 即系統的信號傳遞和被控制對象的反應是不間斷的連續量或模擬量。 前面提到的溫度控制、 電機調速系統都屬于連續控制系統。 按系統的輸出量與輸人量間的關(guān)系, 這類(lèi)系統又可分為:
(1) 線(xiàn)性控制系統 系統由線(xiàn)性元件組成, 各個(gè)環(huán)節都可以用線(xiàn)性微分方程來(lái)描述,滿(mǎn)足疊加原理, 即幾個(gè)擾動(dòng)或控制作用同時(shí)作用于系統時(shí), 其總效果等于各單個(gè)作用引起的效果之和。
(2) 非線(xiàn)性控制系統 系統中某些環(huán)節具有非線(xiàn)性性質(zhì), 如出現飽和、 死區、 摩擦等。 這樣的系統往往要采用非線(xiàn)性微分方程來(lái)描述, 不滿(mǎn)足疊加原理。
2.斷續控制系統
斷續控制系統也稱(chēng)離散控制系統, 系統內部信號是斷續量, 其中又可分為:
(1) 采樣控制系統 其特點(diǎn)是將被控制的連續模擬量通過(guò)采樣裝置以—定的頻率采樣, 轉換成數字量送人計算機或數控裝置, 經(jīng)數據處理或運算后, 輸出控制指令, 通過(guò)數模轉換成模擬量去控制被控制對象。 采樣頻率往往遠高于對象的變化頻率。
(2) 開(kāi)關(guān)控制系統 由開(kāi)關(guān)元件組成的斷續工作的控制系統。 由于開(kāi)關(guān)元件只有 “ 接通” 與 “斷開(kāi)” 兩種截然不同的狀態(tài), 不能連續反映控制信號的變化, 因此系統所能實(shí)現的控制必然是斷續的。 常見(jiàn)的繼電器接觸器控制系統, 可編程序控制器系統等都屬于開(kāi)關(guān)控制系統。 同樣開(kāi)關(guān)控制系統有開(kāi)環(huán)、 閉環(huán)兩種。 開(kāi)環(huán)的開(kāi)關(guān)量控制理論基礎是邏輯代數。
(四) 按生產(chǎn)工藝參數分類(lèi)
按被控工藝參數, 可分為溫度控制系統、 位置控制系統、 流量控制系統、 速度控制系統等。