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自動(dòng)干燥控溫設(shè)備應(yīng)用AI調(diào)節(jié)儀表

2011/4/12 14:27:00

一、概述

近年來(lái)，自動(dòng)干燥設(shè)備加熱的技術(shù)已廣泛地應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。使用的能源有燃?xì)狻㈦娔堋Ｒ赃h(yuǎn)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(yuǎn)紅外加熱技術(shù)干燥薄型技術(shù)廣泛應(yīng)用烘干糧食、茶葉、木材、牧草污泥、酒糟、骨粉、生物肥有機(jī)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(nóng)作物有機(jī)原料的快速干燥機(jī)

1．爐體的構(gòu)造

使用的遠(yuǎn)紅外加熱器，主要是對(duì)各類物料進(jìn)行干燥，所以采用長(zhǎng)方形爐體結(jié)構(gòu)，整個(gè)爐體分為三小加熱區(qū)(見(jiàn)圖1)。從進(jìn)料入口方向起：第一段為預(yù)熱低溫區(qū)，主要作用是對(duì)干燥烘道進(jìn)行初步加熱；然后進(jìn)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(jìn)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(jiàn)，加熱爐靠近進(jìn)料口和出料口兩端的兩個(gè)加熱區(qū)溫度較低，使用的遠(yuǎn)紅外輻射元件可以少一點(diǎn)，功率也可小一點(diǎn)。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(yuǎn)紅外輻射元件多、功率大。圖1

2．工作原理

遠(yuǎn)紅外熱爐為了保證干燥質(zhì)量，整個(gè)遠(yuǎn)紅外熱爐的溫度控制使用自動(dòng)控溫的方法。在加熱爐的三個(gè)溫度區(qū)分別各裝置了三個(gè)遠(yuǎn)紅外輻射元件。每一個(gè)溫度區(qū)用AI程序型調(diào)節(jié)器PID控制調(diào)功移項(xiàng)控制遠(yuǎn)紅外輻射元件，加熱爐的電源接通后就開(kāi)始升溫。采用移項(xiàng)調(diào)功既能延長(zhǎng)遠(yuǎn)紅外輻射元件的使用時(shí)間，又使加熱爐的溫度恒溫。

二、控制設(shè)備的選擇：

先進(jìn)儀表的選擇：系統(tǒng)中我們采用了先進(jìn)的AI人工智能調(diào)節(jié)器。AI調(diào)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(tái)概念，將非常專業(yè)化的數(shù)字調(diào)節(jié)儀表轉(zhuǎn)為平臺(tái)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，采用的是AI人工智能調(diào)節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的一種新型算法，在誤差大時(shí)，運(yùn)用模糊算法調(diào)節(jié)，以消除PID飽和積分現(xiàn)象，當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶被控對(duì)象的部分特征以使效果最優(yōu)化。圖2

自整定方法簡(jiǎn)單應(yīng)用方便：由于自整定執(zhí)行時(shí)采用位式調(diào)節(jié)，經(jīng)2~3次振蕩后，儀表內(nèi)部微處理器根據(jù)位式控制產(chǎn)生的振蕩，分析其周期、幅度及波型來(lái)自動(dòng)計(jì)算出M 5、P、t等控制參數(shù)。具有無(wú)超調(diào)、高精度、參數(shù)確定簡(jiǎn)單、對(duì)復(fù)雜對(duì)象也能獲得較好的控制效果等特點(diǎn)。

在使用過(guò)程中AI調(diào)節(jié)器結(jié)合PID調(diào)節(jié)、自學(xué)習(xí)及模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自整定/自適應(yīng)功能，及無(wú)欠調(diào)的精確調(diào)節(jié)，性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)PID調(diào)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(shí)間規(guī)律自動(dòng)改變給定值進(jìn)行控制的場(chǎng)合。它具有強(qiáng)大的編程及操作能力，可進(jìn)一步提高控制設(shè)備的自動(dòng)化程度。它具備30段程序編排功能，可設(shè)置任意大小的給定值升/降斜率；具有跳轉(zhuǎn)、運(yùn)行、暫停及停止等可編程/可操作命令，可在程序控制運(yùn)行中修改程序；具備二路事件輸出功能。可通過(guò)報(bào)警輸出控制其他設(shè)備聯(lián)鎖動(dòng)作，進(jìn)一步提高設(shè)備自動(dòng)化能力；可通過(guò)安裝外部開(kāi)關(guān)執(zhí)行程序運(yùn)行/暫停/停止等操作，以實(shí)現(xiàn)連鎖、同步啟動(dòng)運(yùn)行或方便操作；具有停電處理模式、測(cè)量值啟動(dòng)功能及準(zhǔn)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(hào)可從1－30，當(dāng)前段(STEP)表示目前正在執(zhí)行的段。
    設(shè)定時(shí)間：指程序段設(shè)定運(yùn)行的總時(shí)間，單位是min，有效數(shù)值從1－9999。
    運(yùn)行時(shí)間：指當(dāng)前段已運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)置時(shí)間時(shí)，程序自動(dòng)跳下一段運(yùn)行。
    跳轉(zhuǎn)：程序段可編程為自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到1－30段中的任意段執(zhí)行，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制。通過(guò)修改STEP的數(shù)值也可實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)。
     運(yùn)行/暫停（run/HoLd）：程序在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，計(jì)時(shí)，給定值按預(yù)先編排的程序曲線變化。程序在暫停狀態(tài)下，停止計(jì)時(shí)，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(shí)執(zhí)行暫停/運(yùn)行操作。暫停狀態(tài)下儀表仍然保持調(diào)節(jié)功能。

    停止（stoP）：執(zhí)行停止操作，將使程序停止運(yùn)行，此時(shí)運(yùn)行時(shí)間被清0，事件輸出開(kāi)關(guān)復(fù)位，并且停止控制輸出。在停止?fàn)顟B(tài)下執(zhí)行運(yùn)行操作，則儀表將從STEP設(shè)置的段號(hào)啟動(dòng)運(yùn)行程序?？稍诔绦蚨沃芯幦胱詣?dòng)停止的功能，并同時(shí)對(duì)運(yùn)行段號(hào)STEP值進(jìn)行設(shè)置。也可人為隨時(shí)執(zhí)行停止操作（執(zhí)行后STEP被設(shè)置為1，不過(guò)用戶可再進(jìn)行修改）。
     事件輸出：由程序編排發(fā)生?？稍诔绦蜻\(yùn)行中控制2路報(bào)警開(kāi)關(guān)動(dòng)作，以方便控制各種外部設(shè)備同步或連鎖工作。
    停電/開(kāi)機(jī)事件：指儀表接通電源或在運(yùn)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(guò)設(shè)置儀表的參數(shù)（run）設(shè)置儀表重新上電后的運(yùn)行狀態(tài)。
    準(zhǔn)備（rdy）/測(cè)量值啟動(dòng)功能：在啟動(dòng)運(yùn)行程序由于爐體的溫度和儀表設(shè)置的初始溫度之間有偏差，并且其差值大于正（或負(fù)）偏差報(bào)警值(dHAL及dLAL)時(shí)，儀表并不立即進(jìn)行正（或負(fù)）偏差報(bào)警，而是先將測(cè)量值調(diào)節(jié)到其誤差小于偏差報(bào)警值，此時(shí)程序也暫停計(jì)時(shí)，也不輸出偏差報(bào)警信號(hào)，直到正、負(fù)偏差符合要求后才再啟動(dòng)程序。準(zhǔn)備/測(cè)量值啟動(dòng)功能用于設(shè)置無(wú)法預(yù)知升／降溫時(shí)間的段也十分有用。要允許或取消準(zhǔn)備/測(cè)量值啟動(dòng)功能，可在run參數(shù)中進(jìn)行設(shè)置。準(zhǔn)備/測(cè)量值啟動(dòng)功能可保證了運(yùn)行整條程序曲線的完整性，準(zhǔn)備/測(cè)量值啟動(dòng)功能用于解決啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)測(cè)量值與給定值不一致而對(duì)程序運(yùn)行產(chǎn)生的不確定性，以獲得高效率、完整并符合用戶要求程序運(yùn)行結(jié)果。

程序曲線的設(shè)置編排：程序表調(diào)節(jié)器可用于按一定時(shí)間規(guī)律自動(dòng)改變給定值進(jìn)行控制的場(chǎng)合。程序是按【溫度－時(shí)間－溫度】的格式來(lái)程序升溫，具有50段程序編程功能，可設(shè)置任意大小的給定值升、降斜率；具有跳轉(zhuǎn)（目標(biāo)