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自動干燥控溫設備應用AI調節(jié)儀表

2011/4/12 14:27:00

一、概述

近年來，自動干燥設備加熱的技術已廣泛地應用到各個生產領域。使用的能源有燃氣、電能。以遠紅外加熱為例是以射線形式將熱能從輻射源直接傳遞給被加熱物體的，其熱能利用率高。使用遠紅外加熱技術干燥薄型技術廣泛應用烘干糧食、茶葉、木材、牧草污泥、酒糟、骨粉、生物肥有機肥、食鹽、/血粉、濕物料、糧食、油料、食品、紅棗、辣椒、蔬菜、蕎麥、豆食等農作物有機原料的快速干燥機

1．爐體的構造

使用的遠紅外加熱器，主要是對各類物料進行干燥，所以采用長方形爐體結構，整個爐體分為三小加熱區(qū)(見圖1)。從進料入口方向起：第一段為預熱低溫區(qū)，主要作用是對干燥烘道進行初步加熱；然后進入第二段高溫區(qū)，該段是物料的主要干燥區(qū)；物料干燥后，進入第三段保溫低溫區(qū)，然后由出料口送出。

由上述方案可見，加熱爐靠近進料口和出料口兩端的兩個加熱區(qū)溫度較低，使用的遠紅外輻射元件可以少一點，功率也可小一點。而加熱爐的中段區(qū)，是加熱爐的主要干燥區(qū)，要求溫度較高，使用的遠紅外輻射元件多、功率大。圖1

2．工作原理

遠紅外熱爐為了保證干燥質量，整個遠紅外熱爐的溫度控制使用自動控溫的方法。在加熱爐的三個溫度區(qū)分別各裝置了三個遠紅外輻射元件。每一個溫度區(qū)用AI程序型調節(jié)器PID控制調功移項控制遠紅外輻射元件，加熱爐的電源接通后就開始升溫。采用移項調功既能延長遠紅外輻射元件的使用時間，又使加熱爐的溫度恒溫。

二、控制設備的選擇：

先進儀表的選擇：系統(tǒng)中我們采用了先進的AI人工智能調節(jié)器。AI調節(jié)器是控溫系統(tǒng)的核心部分，AI儀表首創(chuàng)性地采用了平臺概念，將非常專業(yè)化的數(shù)字調節(jié)儀表轉為平臺化設計的產品，采用的是AI人工智能調節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進行PID調節(jié)的一種新型算法，在誤差大時，運用模糊算法調節(jié)，以消除PID飽和積分現(xiàn)象，當誤差趨小時，采用改進后的PID算法進行調節(jié)，并能在調節(jié)中自動學習和記憶被控對象的部分特征以使效果最優(yōu)化。圖2

自整定方法簡單應用方便：由于自整定執(zhí)行時采用位式調節(jié)，經(jīng)2~3次振蕩后，儀表內部微處理器根據(jù)位式控制產生的振蕩，分析其周期、幅度及波型來自動計算出M 5、P、t等控制參數(shù)。具有無超調、高精度、參數(shù)確定簡單、對復雜對象也能獲得較好的控制效果等特點。

在使用過程中AI調節(jié)器結合PID調節(jié)、自學習及模糊控制技術，實現(xiàn)了自整定/自適應功能，及無欠調的精確調節(jié)，性能遠優(yōu)于傳統(tǒng)PID調節(jié)器。

控制系統(tǒng)我們采用了宇電AI-808PAI5X3L2L2S4溫控表：AI－808P程序型儀表用于需要按一定時間規(guī)律自動改變給定值進行控制的場合。它具有強大的編程及操作能力，可進一步提高控制設備的自動化程度。它具備30段程序編排功能，可設置任意大小的給定值升/降斜率；具有跳轉、運行、暫停及停止等可編程/可操作命令，可在程序控制運行中修改程序；具備二路事件輸出功能?？赏ㄟ^報警輸出控制其他設備聯(lián)鎖動作，進一步提高設備自動化能力；可通過安裝外部開關執(zhí)行程序運行/暫停/停止等操作，以實現(xiàn)連鎖、同步啟動運行或方便操作；具有停電處理模式、測量值啟動功能及準備功能，使程序執(zhí)行更有效率及更完善。
1、功能及概念：
    程序段：段號可從1－30，當前段(STEP)表示目前正在執(zhí)行的段。
    設定時間：指程序段設定運行的總時間，單位是min，有效數(shù)值從1－9999。
    運行時間：指當前段已運行時間，當運行時間達到設置時間時，程序自動跳下一段運行。
    跳轉：程序段可編程為自動跳轉到1－30段中的任意段執(zhí)行，可實現(xiàn)循環(huán)控制。通過修改STEP的數(shù)值也可實現(xiàn)跳轉。
     運行/暫停（run/HoLd）：程序在運行狀態(tài)時，計時，給定值按預先編排的程序曲線變化。程序在暫停狀態(tài)下，停止計時，給定值保持不變。儀表能在程序段中編入暫停操作，也可由人隨時執(zhí)行暫停/運行操作。暫停狀態(tài)下儀表仍然保持調節(jié)功能。

    停止（stoP）：執(zhí)行停止操作，將使程序停止運行，此時運行時間被清0，事件輸出開關復位，并且停止控制輸出。在停止狀態(tài)下執(zhí)行運行操作，則儀表將從STEP設置的段號啟動運行程序?？稍诔绦蚨沃芯幦胱詣油Ｖ沟墓δ埽⑼瑫r對運行段號STEP值進行設置。也可人為隨時執(zhí)行停止操作（執(zhí)行后STEP被設置為1，不過用戶可再進行修改）。
     事件輸出：由程序編排發(fā)生?？稍诔绦蜻\行中控制2路報警開關動作，以方便控制各種外部設備同步或連鎖工作。
    停電/開機事件：指儀表接通電源或在運行中意外停電，可提供多種處理方案供用戶選擇。用戶可以通過設置儀表的參數(shù)（run）設置儀表重新上電后的運行狀態(tài)。
    準備（rdy）/測量值啟動功能：在啟動運行程序由于爐體的溫度和儀表設置的初始溫度之間有偏差，并且其差值大于正（或負）偏差報警值(dHAL及dLAL)時，儀表并不立即進行正（或負）偏差報警，而是先將測量值調節(jié)到其誤差小于偏差報警值，此時程序也暫停計時，也不輸出偏差報警信號，直到正、負偏差符合要求后才再啟動程序。準備/測量值啟動功能用于設置無法預知升／降溫時間的段也十分有用。要允許或取消準備/測量值啟動功能，可在run參數(shù)中進行設置。準備/測量值啟動功能可保證了運行整條程序曲線的完整性，準備/測量值啟動功能用于解決啟動運行時測量值與給定值不一致而對程序運行產生的不確定性，以獲得高效率、完整并符合用戶要求程序運行結果。

程序曲線的設置編排：程序表調節(jié)器可用于按一定時間規(guī)律自動改變給定值進行控制的場合。程序是按【溫度－時間－溫度】的格式來程序升溫，具有50段程序編程功能，可設置任意大小的給定值升、降斜率；具有跳轉（目標