宇電AI智能儀表在冶金性能測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
| 摘要：由ＡＩ智能調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)電爐溫度的精確控制及溫度、壓力、流量碰蚂、位移、失重量等的檢測(cè)誓胆，結(jié)合工控機(jī)組成集散控制系統(tǒng)竣楼，應(yīng)用于冶金性能測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠庸飘、抗干擾能力強(qiáng)及控制精度高等優(yōu)點(diǎn)亲堂。 關(guān)鍵詞：ＡＩ智能調(diào)節(jié)器，集散控制瞒帜，溫度調(diào)節(jié) 引言：高爐冶煉系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)题束，對(duì)其進(jìn)行解剖代價(jià)高昂。該系統(tǒng)模擬高爐冶煉過程檢測(cè)冶煉過程中溫度院仿、壓力秸抚、流量、位移歹垫、失重等各參數(shù)的變化規(guī)律建立冶金性能測(cè)控系統(tǒng)大型實(shí)驗(yàn)室剥汤，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)高爐冶煉過程提供指導(dǎo)性意見。系統(tǒng)采用集散控制結(jié)構(gòu)排惨，現(xiàn)場(chǎng)由廈門宇電的AI智能儀表實(shí)現(xiàn)溫度等的精確控制吭敢，由PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)過程開關(guān)量、部分模擬量及定時(shí)計(jì)數(shù)等的過程控制暮芭，由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)集中管理鹿驼。AI智能儀表先進(jìn)的AIBUS+通訊協(xié)議，支持RS485通訊接口辕宏，配合EM-485B模塊構(gòu)成了該系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)通訊系統(tǒng)畜晰，通過RS-485串行通訊實(shí)現(xiàn)19個(gè)通道溫度砾莱、流量、壓力凄鼻、位移的集中監(jiān)控腊瑟。 1、控制系統(tǒng)的硬件組成 整個(gè)系統(tǒng)的控制對(duì)象主要為11個(gè)大型電爐及其附屬設(shè)施和氣體處理及檢測(cè)部分唠陈，其中除了對(duì)溫度的精確檢測(cè)及控制外僚尚，物料反應(yīng)過程中的荷重軟化位移，物料重量锭泼，氣體流量原堂，氣體壓力及熔融滴落過程中的熔滴計(jì)數(shù)都需要進(jìn)行檢測(cè)，這些參數(shù)主要通過現(xiàn)場(chǎng)AI智能儀表檢測(cè)并以數(shù)字量傳入總線焦凶。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示： 1.1 控制方式選擇 系統(tǒng)主要對(duì)溫度實(shí)行精確控制斗退，AI人工智能儀表具備位式控制（ON-OFF）、標(biāo)準(zhǔn)PID幢戳、AI人工智能調(diào)節(jié)APID或MPT等多種調(diào)節(jié)方式，對(duì)于多數(shù)電爐采用標(biāo)準(zhǔn)的PID控制方式泰涡，可以滿足工藝條件的要求外抓，用戶可以設(shè)置M5、P像兆、t參數(shù)可以調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)蜓呀，實(shí)現(xiàn)用戶自定義調(diào)節(jié)。對(duì)于特殊的溫控系統(tǒng)設(shè)置CtrL進(jìn)入自整定調(diào)節(jié)河哑，先進(jìn)的AI人工智能調(diào)節(jié)算法具有自整定避诽、自學(xué)習(xí)功能，無(wú)超調(diào)及無(wú)欠調(diào)的優(yōu)良控制特性璃谨，自整定后的控制效果基本上都可以滿足工藝要求沙庐。 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佳吞，需采用降壓變壓器拱雏，低溫下近似短路，電阻遠(yuǎn)低于高溫狀態(tài)底扳。如果不進(jìn)行功率的限制铸抑，低溫下的電流將遠(yuǎn)大于額定電流。設(shè)置CF參數(shù)衷模，使儀表起用功率分段限制鹊汛，此時(shí)儀表輸出下限將不作限制，而oPL將作為當(dāng)溫度小于下限報(bào)警值LoＡＬ時(shí)輸出上限阱冶，當(dāng)溫度大于下限報(bào)警值時(shí)刁憋，則輸出上限為ｏＰＨ滥嘴，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(xiǎn)轻调。 1.3 控制系統(tǒng)的調(diào)試 對(duì)于有些電爐除了爐膛溫度的控制及檢測(cè)外尽诀，監(jiān)測(cè)爐壁的溫度以計(jì)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(shí)可以減小控制對(duì)象的純滯后皮匪，帶來(lái)更好的控制效果陆宝。對(duì)于同一電爐溫度起始條件的顯示不一致，可通過Sc來(lái)校正涮观。在調(diào)試過程中坑状，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梳让、P却坦、t等參數(shù)，加熱器各段特性基本相同喻名，自整定后獲得了滿意的控制效果殃练，恒溫時(shí)控制精度小于±1℃，最大超調(diào)小于2℃疚筋。 2扫皱、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(jī)為一臺(tái)工業(yè)控制機(jī)捷绑，實(shí)現(xiàn)集中控制及數(shù)據(jù)的采集與處理韩脑。下位機(jī)由PLC及現(xiàn)場(chǎng)AI智能儀表實(shí)現(xiàn)數(shù)字及模擬量的控制。系統(tǒng)同時(shí)具有手動(dòng)及自動(dòng)兩套控制方案粹污，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)的快速切換段多。上位機(jī)控制主界面如下圖２所示： 主要實(shí)現(xiàn)以下功能： 2.1 人機(jī)交互功能 系統(tǒng)的監(jiān)控主界面顯示當(dāng)前各虛擬設(shè)備的布置情況及在線狀態(tài)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按詳細(xì)數(shù)據(jù)壮吩、最值數(shù)據(jù)等不同表現(xiàn)形式動(dòng)態(tài)刷新顯示进苍，各參數(shù)（溫度、流量等）的實(shí)時(shí)曲線繪制鸭叙，現(xiàn)場(chǎng)各開關(guān)量的界面控制琅捏，歷史數(shù)據(jù)查詢，ＥＸＣＥＬ報(bào)表生成递雀，系統(tǒng)報(bào)警狀態(tài)及ＡＩ智能儀表的參數(shù)設(shè)置等功能柄延。 2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理 各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的管理，數(shù)據(jù)保存及導(dǎo)入ＥＸＣＥＬ缀程。 2.3 用戶及系統(tǒng)管理 系統(tǒng)分為系統(tǒng)管理員搜吧，操作員及安全員組成，各角色以不同權(quán)限限制裤狱；根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要對(duì)于采樣頻率的設(shè)定乒踢，實(shí)時(shí)刷新的時(shí)間間隔及報(bào)警方式等進(jìn)行管理揪馅。 3、結(jié)語(yǔ) 本系統(tǒng)已在廣東韶關(guān)鋼鐵廠成功投入使用捡霹，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠瞳州，由ＡＩ智能調(diào)節(jié)器，ＰＬＣ及工控機(jī)組成的集散控制系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)卧袄，控制精度高等優(yōu)點(diǎn)寒护，極大地滿足了工藝條件的各項(xiàng)控制性能指標(biāo)要求。 |
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