宇電AI智能儀表在冶金性能測控系統(tǒng)中的應用
宇電AI智能儀表在冶金性能測控系統(tǒng)中的應用 | ||
中南大學信息科學與工程學院 作者：尚國祥 | ||
摘要：由ＡＩ智能調(diào)節(jié)器實現(xiàn)電爐溫度的**控制及溫度、壓力、流量、位移、失重量等的檢測，結(jié)合工控機組成集散控制系統(tǒng)，應用于冶金性能測控系統(tǒng)。系統(tǒng)具有運行可靠、抗干擾能力強及控制精度高等優(yōu)點。 | ||
| 關鍵詞：ＡＩ智能調(diào)節(jié)器，集散控制，溫度調(diào)節(jié) | ||
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| 1、控制系統(tǒng)的硬件組成 | ||
整個系統(tǒng)的控制對象主要為11個大型電爐及其附屬設施和氣體處理及檢測部分，其中除了對溫度的**檢測及控制外，物料反應過程中的荷重軟化位移，物料重量，氣體流量，氣體壓力及熔融滴落過程中的熔滴計數(shù)都需要進行檢測，這些參數(shù)主要通過現(xiàn)場AI智能儀表檢測并以數(shù)字量傳入總線。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示： | ||
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| 1.1 控制方式選擇 系統(tǒng)主要對溫度實行**控制，AI人工智能儀表具備位式控制（ON-OFF）、標準PID、AI人工智能調(diào)節(jié)APID或MPT等多種調(diào)節(jié)方式，對于多數(shù)電爐采用標準的PID控制方式，可以滿足工藝條件的要求，用戶可以設置M5、P、t參數(shù)可以調(diào)節(jié)相應參數(shù)，實現(xiàn)用戶自定義調(diào)節(jié)。對于特殊的溫控系統(tǒng)設置CtrL進入自整定調(diào)節(jié)，先進的AI人工智能調(diào)節(jié)算法具有自整定、自學習功能，無超調(diào)及無欠調(diào)的優(yōu)良控制特性，自整定后的控制效果基本上都可以滿足工藝要求。 1.2 分段功率限制方式 系統(tǒng)中大部分電爐為電阻爐，少數(shù)高溫電爐以硅鉬棒為加熱材料，需采用降壓變壓器，低溫下近似短路，電阻遠低于高溫狀態(tài)。如果不進行功率的限制，低溫下的電流將遠大于額定電流。設置CF參數(shù)，使儀表起用功率分段限制，此時儀表輸出下限將不作限制，而oPL將作為當溫度小于下限報警值LoＡＬ時輸出上限，當溫度大于下限報警值時，則輸出上限為ｏＰＨ，這樣就具備２段功率限制功能，有效地防止了加熱初期電流過大的危險。 1.3 控制系統(tǒng)的調(diào)試 對于有些電爐除了爐膛溫度的控制及檢測外，監(jiān)測爐壁的溫度以計算電爐加熱過程中的溫度梯度分布曲線，結(jié)合其控制同時可以減小控制對象的純滯后，帶來更好的控制效果。對于同一電爐溫度起始條件的顯示不一致，可通過Sc來校正。在調(diào)試過程中，單段升溫曲線的電爐首先考慮使用AI儀表的自整定調(diào)節(jié)功能，需要整定的參數(shù)為M5、P、t等參數(shù)，加熱器各段特性基本相同，自整定后獲得了滿意的控制效果，恒溫時控制精度小于±1℃，*大超調(diào)小于2℃。 | ||
| 2、控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及功能 | ||
| 系統(tǒng)由2層結(jié)構(gòu)組成，上位機為一臺工業(yè)控制機，實現(xiàn)集中控制及數(shù)據(jù)的采集與處理。下位機由PLC及現(xiàn)場AI智能儀表實現(xiàn)數(shù)字及模擬量的控制。系統(tǒng)同時具有手動及自動兩套控制方案，可以實現(xiàn)無擾動的快速切換。上位機控制主界面如下圖２所示： | ||
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| 主要實現(xiàn)以下功能： 2.1 人機交互功能 系統(tǒng)的監(jiān)控主界面顯示當前各虛擬設備的布置情況及在線狀態(tài)，實時數(shù)據(jù)按詳細數(shù)據(jù)、*值數(shù)據(jù)等不同表現(xiàn)形式動態(tài)刷新顯示，各參數(shù)（溫度、流量等）的實時曲線繪制，現(xiàn)場各開關量的界面控制，歷史數(shù)據(jù)查詢，ＥＸＣＥＬ報表生成，系統(tǒng)報警狀態(tài)及ＡＩ智能儀表的參數(shù)設置等功能。 | ||
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| 2.2 數(shù)據(jù)庫管理 各項實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的管理，數(shù)據(jù)保存及導入ＥＸＣＥＬ。 2.3 用戶及系統(tǒng)管理 系統(tǒng)分為系統(tǒng)管理員，操作員及**員組成，各角色以不同權限限制；根據(jù)實際系統(tǒng)的需要對于采樣頻率的設定，實時刷新的時間間隔及報警方式等進行管理。 | ||
| 3、結(jié)語 | ||
| 本系統(tǒng)已在廣東韶關鋼鐵廠成功投入使用，系統(tǒng)運行**可靠，由ＡＩ智能調(diào)節(jié)器，ＰＬＣ及工控機組成的集散控制系統(tǒng)具有抗干擾能力強，控制精度高等優(yōu)點，極大地滿足了工藝條件的各項控制性能指標要求。 |
