DKJ電動(dòng)執(zhí)行器在選煤廠許多自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中作為執(zhí)行單元使用，它作為一種能夠提供直線或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，需要隨時(shí)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，執(zhí)行單元的工作質(zhì)量至關(guān)重要。
每套自調(diào)系統(tǒng)的對(duì)象特性，如時(shí)間常數(shù)，滯后時(shí)間和放大倍數(shù)都不同。因此，作為執(zhí)行單元的電動(dòng)執(zhí)行器也應(yīng)有各種工作速度與之對(duì)應(yīng)。系統(tǒng)要求在偏差大時(shí)，動(dòng)作快，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、調(diào)節(jié)作用強(qiáng)。在給定值附近小偏差時(shí)，要求執(zhí)行器變化一定要緩慢，避免超調(diào)。為此，在分析了時(shí)間常數(shù)、滯后時(shí)間等因素后，得出了預(yù)防DKJ執(zhí)行器超調(diào)的一種措施。
1 被控過(guò)程分析
在選煤生產(chǎn)過(guò)程中，重介密度控制系統(tǒng)中的密度控制、磁性物含量控制，礦漿桶（池）液位控制等，都采用PID控制方式。而對(duì)于這些過(guò)程參數(shù)的控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)常用DKJ電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。影響被控參數(shù)質(zhì)量的因素往往較多，與時(shí)間有關(guān)的量常會(huì)引起執(zhí)行器超調(diào)。
1.1 時(shí)間常數(shù)
時(shí)間常數(shù)是描述過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)。過(guò)程控制通道的時(shí)間常數(shù)Tc是指在階躍干擾作用下，被控變量完成全部變化量的63.2％所需的時(shí)間，或保持初始速度達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間。如圖1所示，就是重介密度控制系統(tǒng)中密度控制在設(shè)定密度改變△q后，密度C的變化過(guò)程反應(yīng)曲線。從反應(yīng)曲線的起始點(diǎn)b作切線，與新的穩(wěn)定值C′相交于a點(diǎn)，ab所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔（t2-t1）就是單容量過(guò)程的時(shí)間常數(shù)Tc。因此，時(shí)間常數(shù)是指在干擾作用后，被控變量由曲線的起始點(diǎn)b，以*大起始速度上升（或下降），直至新的穩(wěn)定值所需的時(shí)間。
對(duì)于由于懸浮液的磁性物含量控制屬于多容過(guò)程。多容過(guò)程的反應(yīng)曲線是一條S形曲線，時(shí)間常數(shù)的求法是通過(guò)圖2中的S曲線的拐點(diǎn)A作切線交橫軸于b，交新的穩(wěn)定值C′于a，ab之間的間隔，就是雙容量或多容量過(guò)程的時(shí)間常數(shù)Tc。
時(shí)間常數(shù)是反映過(guò)程被控變量變化快慢的參數(shù)。Tc小，則過(guò)程慣性小，被控變量變化速度快，不易控制；Tc太大，則過(guò)程慣性大，被控變量變化太慢；在擾動(dòng)作用頻繁時(shí)，就得不到好的控制效果。
1.2 滯后時(shí)間
從圖1和2看，在時(shí)間t=0時(shí)，輸入量改變了△q之后，被控變量C并不立即改變，而是過(guò)了一段時(shí)間τ0之后才開(kāi)始變化，由0至t1；這段時(shí)間稱為純滯后（或稱傳遞滯后）τ0。圖2中，t1與b（即t2）之間的時(shí)間間隔就是容量滯后τc。容量滯后的產(chǎn)生是由于要克服雙容或多容之間的阻力，也需要一定時(shí)間的緣故。時(shí)滯是純滯后與容量滯后之和，可表示為τ=τ0+τc。
圖1 單容過(guò)程的反應(yīng)曲線
圖2 多容過(guò)程的反應(yīng)曲線
影響一自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的因素還有，控制系統(tǒng)的放大系數(shù)、被控過(guò)程的負(fù)荷和被控過(guò)程的容量等。
2 控制原理及預(yù)防超調(diào)采取的措施
DKJ電動(dòng)執(zhí)行器的電氣線路圖如圖3所示。圖中CD為分相電容、SD為可逆電機(jī)、RW為位置電位器、K為限位開(kāi)關(guān)。它常與可變程程序控制器PLC聯(lián)用，在重介懸浮液密度控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)補(bǔ)加清水量來(lái)改變重介懸浮液密度；調(diào)節(jié)磁選機(jī)分流量來(lái)改變重介懸浮液磁性物含量。
圖3 DKJ電動(dòng)執(zhí)行器電氣線路圖
在PLC中，通過(guò)PID功能塊及其它邏輯運(yùn)算后，由開(kāi)關(guān)量模塊輸出電機(jī)正轉(zhuǎn)和電機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)繼電器控制可逆電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。由于時(shí)滯的原因，往往在執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作之后，被控參數(shù)的變化較慢，不能急時(shí)消除偏差，就會(huì)出現(xiàn)超調(diào)，特別是在給定值附近小偏差時(shí)，要求執(zhí)行器變化一定要緩慢，而執(zhí)行器的變化速度是一定的，更容易出現(xiàn)超調(diào)。為此，在PLC程序中增加一段程序來(lái)預(yù)防出現(xiàn)的超調(diào)。使用ModiconTSXQuantumPLC時(shí)，LD程序如下：
程序中IN1、IN2為執(zhí)行器正反轉(zhuǎn)條件；OUT1、OUT2為PLC驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器正反轉(zhuǎn)繼電器輸出點(diǎn)；TIME1、TIME2為執(zhí)行器轉(zhuǎn)、停時(shí)間的設(shè)定值。TIME1、TIME2的大小是與時(shí)滯ττ+τ有關(guān)的量，當(dāng)τc大時(shí)，為了防止執(zhí)行器頻繁動(dòng)作，TIME1、TIME2也應(yīng)該大，反之亦然。
3 節(jié)器結(jié)束語(yǔ)
自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在程序中增加該段程序后，對(duì)TIME1、TIME2按大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后，執(zhí)行器超調(diào)現(xiàn)象全部克服。對(duì)液動(dòng)、氣動(dòng)執(zhí)行器也可以采用此種方法。
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