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摘要：本文从实际出发，结合生产工作的实际需求，对脱水机滤带纠偏装置提出了一种基于概率统计学的控制策略。它能较好的完成滤带纠偏任务，同时对加工制造误差所造成的滤带单向跑偏有自动适应功能。大幅降低纠偏频率，提高工作效率及效果。
关键词：自动控制 滤带纠偏 纠偏装置 脱水机
中图分类号：TD433 文献标识码：A 文章编号：
前言
带式脱水机广泛应用于城市生活污水处理厂、工业废水产生的有机污泥、工业废水处理产生的细粒度无机污泥等的污泥脱水，具有良好的经济性。
在使用过程中，常常因装配精度、长期磨损、滤带变形等原因引起频繁纠偏及纠偏效果不佳，最终造成纠偏失控紧急停机。本文提出一种基于概率统计的自动纠偏功能，可有效提高工作效率、降低纠偏频率及故障率。
1 脱水机滤带纠偏控制的特殊性
1.1 纠偏时间长
滤带周长较长，一般为12m～20m，并且运行速度较慢，一般带速为2~5m/min。这就决定纠偏时间要长，有时将不能实现气缸在纠偏平衡位置停止这一目的。就要求缩短纠偏时间。
1.2 纠偏效果时滞性
道理同上，使得纠偏效果有着较大的时滞性。要求气缸动作提前结束。
1.3 误动作频繁
滤带边缘为一曲线，这样在运动过程中容易出现瞬时纠偏信号，造成电磁阀瞬时动作。此动作不足以使得气缸进行有效动作，并且发生频率频繁容易造成气动元件提前磨损失效。将此种情况视为误动作，应在实际中避免该动作的发生。
2 工作原理
2.1 纠偏原理
根据偏移原理，在轴辊的轴向力作用下滤带发生偏移。此时，调整纠偏棍产生相反的力消除轴向力，达到力的平衡，并消除偏移。要求气缸运动至力平衡点（并不是气缸伸缩臂中心点位置），即可消除偏移。而以往双气缸的中间位置只是在理想状态下的纠偏垂直分力为零的平衡点，当因机械设备有较大装配及运行误差时，将完全破坏该位置处的受力平衡，使之双气缸纠偏系统总会进行频繁动作。单气缸纠偏系统，其本身不存在中间位置。可根据实际需要自行运动到新的力平衡点。
2.2 气路原理
如图1所示，气缸杆运行到任意位置时，断开电磁阀。此时，气缸的两个气室同时冲入同压力空气并达到平衡状态，气缸停留在该位置。
单向节流阀的作用：控制气缸运动的速度（快慢），并且确保排气室与进气室之间的气压差保持在一定范围之内。
2.3 纠偏平衡点的确定
鉴于因装配精度、长期磨损、履带变形等原因引起的滤带偏移在方向上具有单一性。在纠偏过程中可根据这一情况找出平衡点位置，如图2所示。其流程如下：
1、統计左右纠偏信号次数
2、分析统计次数，计算出对应气缸动作时间（间接控制X值）
如果左纠偏次数大于右纠偏次数，适当比例延长气缸动作时间。以达到平衡左右纠偏时间，延长一次纠偏周期的时间。
3、统计一次纠偏周期的时间
如果周期时间过短，则说明过纠偏幅度过大，可相应降低气缸动作时间达到延长纠偏周期的目的。
4、重复1-3步骤
整个过程实际上就是通过对气缸动作时间的控制来间接的控制气缸的伸长量。当系统存在一个固定平衡点时，通过上述流程最终将可找到一个纠偏周期很长并且左右纠偏位置很近的一个范围。气缸处在该范围内就是纠偏受力平衡位置。
3 控制运用
综上所述，结合目前纠偏系统所使用的PLC控制，可进行以下技术改造：
3.1 纠偏延时功能
为了消除误动作达到较好的纠偏效果，对纠偏动作进行纠偏延时控制。
通电延时是为了去除那些输入信号时间少于额定时间的干扰信号。断电延时是为了在有输出的情况下，输入信号停止（即为纠偏信号消除），维持气缸纠偏状态，到达额定时间后，控制气缸回到平衡点。
3.2 气缸微动控制（PWM）
对气缸进行类似PWM方式的控制，以求达到缩短气缸动作时间防止过度纠偏的目的。
图3纠偏过程微动示意图
在脱水机正常运行过程中，发生滤带偏移现象是由于设备生产过程中的随机误差作用的。这种偏移误差可通过对气缸微小动作后即可达到新的平衡点。根据脱水机纠偏特性，设计一种气缸微动控制（如图3所示）：
1）一段时间内，周期性进行气缸微动。此阶段为调整微小偏移；
2）经过一段时间后，仍不能解决滤带偏移现象，说明滤带偏向力较大。使气缸完全伸出（缩回）获得最大的纠偏力，达到纠偏目的。
4 结语
通过该套系统的，在一定程度上能优化脱水机纠偏效果。在此过程中，该系统能适应长期运行工作后所引起的滤带偏移变化。并且可根据检测信号的相应统计与分析做出有利于纠偏效果的判断。配合此套系统辅助滤带纠偏，能大幅降低纠偏频率及气动元件磨损，提高工作效率。
参考文献：
1、周润景，郝晓霞.传感器与检测技术[M].北京：电子工业出版社，2009.04.
2、师黎.智能控制理论及应用[M].北京：清华大学出版社，2009.4.
3、蔡自兴.智能控制导论[M].北京：中国水利水电出版社，2007.
关键词：自动控制 滤带纠偏 纠偏装置 脱水机
中图分类号：TD433 文献标识码：A 文章编号：
前言
带式脱水机广泛应用于城市生活污水处理厂、工业废水产生的有机污泥、工业废水处理产生的细粒度无机污泥等的污泥脱水，具有良好的经济性。
在使用过程中，常常因装配精度、长期磨损、滤带变形等原因引起频繁纠偏及纠偏效果不佳，最终造成纠偏失控紧急停机。本文提出一种基于概率统计的自动纠偏功能，可有效提高工作效率、降低纠偏频率及故障率。
1 脱水机滤带纠偏控制的特殊性
1.1 纠偏时间长
滤带周长较长，一般为12m～20m，并且运行速度较慢，一般带速为2~5m/min。这就决定纠偏时间要长，有时将不能实现气缸在纠偏平衡位置停止这一目的。就要求缩短纠偏时间。
1.2 纠偏效果时滞性
道理同上，使得纠偏效果有着较大的时滞性。要求气缸动作提前结束。
1.3 误动作频繁
滤带边缘为一曲线，这样在运动过程中容易出现瞬时纠偏信号，造成电磁阀瞬时动作。此动作不足以使得气缸进行有效动作，并且发生频率频繁容易造成气动元件提前磨损失效。将此种情况视为误动作，应在实际中避免该动作的发生。
2 工作原理
2.1 纠偏原理
根据偏移原理，在轴辊的轴向力作用下滤带发生偏移。此时，调整纠偏棍产生相反的力消除轴向力，达到力的平衡，并消除偏移。要求气缸运动至力平衡点（并不是气缸伸缩臂中心点位置），即可消除偏移。而以往双气缸的中间位置只是在理想状态下的纠偏垂直分力为零的平衡点，当因机械设备有较大装配及运行误差时，将完全破坏该位置处的受力平衡，使之双气缸纠偏系统总会进行频繁动作。单气缸纠偏系统，其本身不存在中间位置。可根据实际需要自行运动到新的力平衡点。
2.2 气路原理
如图1所示，气缸杆运行到任意位置时，断开电磁阀。此时，气缸的两个气室同时冲入同压力空气并达到平衡状态，气缸停留在该位置。
单向节流阀的作用：控制气缸运动的速度（快慢），并且确保排气室与进气室之间的气压差保持在一定范围之内。
2.3 纠偏平衡点的确定
鉴于因装配精度、长期磨损、履带变形等原因引起的滤带偏移在方向上具有单一性。在纠偏过程中可根据这一情况找出平衡点位置，如图2所示。其流程如下：
1、統计左右纠偏信号次数
2、分析统计次数，计算出对应气缸动作时间（间接控制X值）
如果左纠偏次数大于右纠偏次数，适当比例延长气缸动作时间。以达到平衡左右纠偏时间，延长一次纠偏周期的时间。
3、统计一次纠偏周期的时间
如果周期时间过短，则说明过纠偏幅度过大，可相应降低气缸动作时间达到延长纠偏周期的目的。
4、重复1-3步骤
整个过程实际上就是通过对气缸动作时间的控制来间接的控制气缸的伸长量。当系统存在一个固定平衡点时，通过上述流程最终将可找到一个纠偏周期很长并且左右纠偏位置很近的一个范围。气缸处在该范围内就是纠偏受力平衡位置。
3 控制运用
综上所述，结合目前纠偏系统所使用的PLC控制，可进行以下技术改造：
3.1 纠偏延时功能
为了消除误动作达到较好的纠偏效果，对纠偏动作进行纠偏延时控制。
通电延时是为了去除那些输入信号时间少于额定时间的干扰信号。断电延时是为了在有输出的情况下，输入信号停止（即为纠偏信号消除），维持气缸纠偏状态，到达额定时间后，控制气缸回到平衡点。
3.2 气缸微动控制（PWM）
对气缸进行类似PWM方式的控制，以求达到缩短气缸动作时间防止过度纠偏的目的。
图3纠偏过程微动示意图
在脱水机正常运行过程中，发生滤带偏移现象是由于设备生产过程中的随机误差作用的。这种偏移误差可通过对气缸微小动作后即可达到新的平衡点。根据脱水机纠偏特性，设计一种气缸微动控制（如图3所示）：
1）一段时间内，周期性进行气缸微动。此阶段为调整微小偏移；
2）经过一段时间后，仍不能解决滤带偏移现象，说明滤带偏向力较大。使气缸完全伸出（缩回）获得最大的纠偏力，达到纠偏目的。
4 结语
通过该套系统的，在一定程度上能优化脱水机纠偏效果。在此过程中，该系统能适应长期运行工作后所引起的滤带偏移变化。并且可根据检测信号的相应统计与分析做出有利于纠偏效果的判断。配合此套系统辅助滤带纠偏，能大幅降低纠偏频率及气动元件磨损，提高工作效率。
参考文献：
1、周润景，郝晓霞.传感器与检测技术[M].北京：电子工业出版社，2009.04.
2、师黎.智能控制理论及应用[M].北京：清华大学出版社，2009.4.
3、蔡自兴.智能控制导论[M].北京：中国水利水电出版社，2007.