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笨奠、壓力袭蝗、流量、位移般婆、失重量等的檢測到腥，結(jié)合工控機(jī)組成集散控制系統(tǒng)，應(yīng)用于冶金性能測控系統(tǒng)蔚袍。系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠乡范、抗干擾能力強(qiáng)及控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。

引言：高爐冶煉系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)啤咽，對其進(jìn)行解剖代價(jià)高昂晋辆。該系統(tǒng)模擬高爐冶煉過程檢測冶煉過程中溫度、壓力、流量瓶佳、位移芋膘、失重等各參數(shù)的變化規(guī)律建立冶金性能測控系統(tǒng)大型實(shí)驗(yàn)室，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對高爐冶煉過程提供指導(dǎo)性意見霸饲。系統(tǒng)采用集散控制結(jié)構(gòu)凡矿，現(xiàn)場由廈門宇電的AI智能儀表實(shí)現(xiàn)溫度等的精確控制，由PLC來實(shí)現(xiàn)過程開關(guān)量置芋、部分模擬量及定時(shí)計(jì)數(shù)等的過程控制紊竹，由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)集中管理。AI智能儀表先進(jìn)的AIBUS+通訊協(xié)議栋湃，支持RS485通訊接口碑甘，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)，通過RS-485串行通訊實(shí)現(xiàn)19個(gè)通道溫度瘾手、流量销顷、壓力、位移的集中監(jiān)控光拥。

1灼烫、控制系統(tǒng)的硬件組成

整個(gè)系統(tǒng)的控制對象主要為11個(gè)大型電爐及其附屬設(shè)施和氣體處理及檢測部分，其中除了對溫度的精確檢測及控制外厨摔，物料反應(yīng)過程中的荷重軟化位移窄忱，物料重量，氣體流量脓杉，氣體壓力及熔融滴落過程中的熔滴計(jì)數(shù)都需要進(jìn)行檢測糟秘，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：

圖一：硬件組成結(jié)構(gòu)框圖

1.1 控制方式選擇

系統(tǒng)主要對溫度實(shí)行精確控制球散，AI人工智能儀表具備位式控制(ON-OFF)尿赚、標(biāo)準(zhǔn)PID、AI人工智能調(diào)節(jié)APID或MPT等多種調(diào)節(jié)方式蕉堰，對于多數(shù)電爐采用標(biāo)準(zhǔn)的PID控制方式凌净，可以滿足工藝條件的要求，用戶可以設(shè)置M5屋讶、P冰寻、t參數(shù)可以調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶自定義調(diào)節(jié)皿渗。對于特殊的溫控系統(tǒng)設(shè)置CtrL進(jìn)入自整定調(diào)節(jié)斩芭，先進(jìn)的AI人工智能調(diào)節(jié)算法具有自整定、自學(xué)習(xí)功能乐疆，無超調(diào)及無欠調(diào)的優(yōu)良控制特性划乖，自整定后的控制效果基本上都可以滿足工藝要求贬养。

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援丐，需采用降壓變壓器善簸，低溫下近似短路，電阻遠(yuǎn)低于高溫狀態(tài)苇给。如果不進(jìn)行功率的限制呛产，低溫下的電流將遠(yuǎn)大于額定電流。設(shè)置CF參數(shù)北淘，使儀表起用功率分段限制治勒，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)輸出上限玷源，當(dāng)溫度大于下限報(bào)警值時(shí)路倔，則輸出上限為oPH，這樣就具備2段功率限制功能攀驶，有效地防止了加熱初期電流過大的危險(xiǎn)逮赋。

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(jì)算電爐加熱過程中的溫度梯度分布曲線镰对，結(jié)合其控制同時(shí)可以減小控制對象的純滯后卓奄，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止毕，可通過Sc來校正模蜡。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)功能扁凛，需要整定的參數(shù)為M5忍疾、P、t等參數(shù)谨朝，加熱器各段特性基本相同卤妒，自整定后獲得了滿意的控制效果，恒溫時(shí)控制精度小于±1℃叠必，最大超調(diào)小于2℃荚孵。

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)組成纬朝，上位機(jī)為一臺工業(yè)控制機(jī)，實(shí)現(xiàn)集中控制及數(shù)據(jù)的采集與處理骄呼。下位機(jī)由PLC及現(xiàn)場AI智能儀表實(shí)現(xiàn)數(shù)字及模擬量的控制共苛。系統(tǒng)同時(shí)具有手動(dòng)及自動(dòng)兩套控制方案，可以實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)的快速切換蜓萄。上位機(jī)控制主界面如下圖2所示：

圖二：主界面圖

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)氢莫，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按詳細(xì)數(shù)據(jù)钳生、最值數(shù)據(jù)等不同表現(xiàn)形式動(dòng)態(tài)刷新顯示，各參數(shù)(溫度邦擎、流量等)的實(shí)時(shí)曲線繪制孕称，現(xiàn)場各開關(guān)量的界面控制，歷史數(shù)據(jù)查詢僧逞，EXCEL報(bào)表生成酝遇，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。

圖三：儀表設(shè)置及數(shù)據(jù)顯示

2.2 數(shù)據(jù)庫管理

各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的管理杏蟋，數(shù)據(jù)保存及導(dǎo)入EXCEL驳芙。

2.3 用戶及系統(tǒng)管理

系統(tǒng)分為系統(tǒng)管理員，操作員及安全員組成震崎，各角色以不同權(quán)限限制;根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要對于采樣頻率的設(shè)定掰闯，實(shí)時(shí)刷新的時(shí)間間隔及報(bào)警方式等進(jìn)行管理。

3汉锡、結(jié)語

本系統(tǒng)已在廣東韶關(guān)鋼鐵廠成功投入使用的钞，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，由宇電AI智能調(diào)節(jié)器扰肌，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)抛寝，控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，極大地滿足了工藝條件的各項(xiàng)控制性能指標(biāo)要求狡耻。

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