基于A(yíng)I智能調節器的小型裝置控制系統
摘要:采用AI智能調節器,流量控制器,壓力變送器等,對小型裝置的溫度,流量,壓力等參數實(shí)行測量與控制,效果良好.增加工控機,與AI智能調解器構成小型集散控制系統,進(jìn)行分散控制和集中管理,使控制系統的功能更加完善,可靠性更高.
關(guān)鍵詞:小型裝置 AI智能調節器 工控機 溫度控制
引言
小型裝置主要用于油品的分析與催化劑的評價(jià),確定工藝過(guò)程的操作條件,用以指導實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程.根據需要配備了兩套裝置,每套裝置主要由進(jìn)油泵,油路,氣路,混合器,反應器,油氣分離器等部分構成.反應器為圓柱形結構,由六斷電加熱器加熱,每段2KW,另有管線(xiàn)保溫2KW,總的加熱功率為28KW.試驗過(guò)程中主要測控的參數有溫度,流量,壓力及進(jìn)油量.其中反應器壁溫及管線(xiàn)保溫控制共計14點(diǎn),范圍為室溫～800℃,精度±1℃,反應器內溫檢測12點(diǎn),流量控制2點(diǎn),壓力檢測4點(diǎn).控制系統的輸入點(diǎn)數為32點(diǎn),輸出點(diǎn)數為16點(diǎn).另有4臺計量泵的起停控制4點(diǎn).主要控制參數是反應器的溫度.
控制系統的構成
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溫度控制由AI708智能調節器實(shí)現.具有體積小,可靠性高,抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn),并有多種控制方式供選擇,具備RS232/485接口,可構成小型(DCS)集散控制系統.儀表輸入采用K型熱偶,輸出采用SSR驅動(dòng)模塊,控溫元件采用20A的SSR固態(tài)繼電器.反應器的內溫檢測選用WP-80 16點(diǎn)溫度巡檢儀,可輸入多種分度號的熱電偶信號,能實(shí)現自動(dòng)冷端補償,并有自穩零功能.流量控制選用D07-12M/ZM控制器,由D08-1D/ZM顯示儀實(shí)現流量顯示與設置,該儀表具有外加設定功能,可由計算機等外部設備提供設定值.壓力檢測選4臺壓力變送器,具有數字顯示功能.
為提高控制系統的可靠性,在每種儀表的供電回路中增加了自動(dòng)斷路器和快速熔斷器等.專(zhuān)門(mén)設計了儀表控制柜,全部?jì)x表及相關(guān)零部件,包括計量泵的啟停按鈕,接觸器,繼電器等,均組裝在控制柜內,各種儀表的輸入輸出信號通過(guò)公共接線(xiàn)端子與現場(chǎng)裝置相連,控制系統具有完整的成套性.
控制系統的構成如圖(1)所示.
控制系統的調試與運行
由于該系統的溫度控制回路較多,是主要的控制參數,要求恒溫控制精度較高,試驗過(guò)程中不允許溫度有過(guò)大的超調.為此,采用了控制反應器壁溫檢測內溫的方案,這樣可減小控制對象的純滯后,從而達到要求的控溫精度.AI708智能調節器提供了五種調節方式,調試中首先采用了自整定參數功能,經(jīng)1～2次的自整定過(guò)程,大部分控制回路滿(mǎn)足要求,對于個(gè)別不能滿(mǎn)足要求的控制回路,采用AI人工智能調節(ctrl=1),需要整定的參數有M50,P,t,ctl,由于反應器各段加熱器特性基本相同,所以對個(gè)別控制回路選擇參數的范圍為M50=680～760,P=25～33,t=200～300,ctl=4,恒溫控制精度小于±1℃,超調小于3℃,取得了滿(mǎn)意效果.對于氣體流量控制與壓力檢測儀表的調試,只要根據使用說(shuō)明進(jìn)行調試,容易滿(mǎn)足實(shí)際要求.
由于全部?jì)x表及其零部件均組裝在控制柜內,安裝中要充分考慮干擾問(wèn)題.為此,將系統的電源線(xiàn)與信號線(xiàn)分開(kāi)布置,避免相互之間的干擾.并且考慮到控制系統的接地問(wèn)題,將各種儀表地與控制柜外殼相連,并與現場(chǎng)的接地系統統一接地,保證了系統的可靠性,提高了抗干擾能力.
控制系統的完善及功能 由儀表構成的控制系統在現場(chǎng)投入使用一年多,各項功能指標均滿(mǎn)足要求,應用結果令人滿(mǎn)意.但是,試驗過(guò)程中的各種儀表操作及各類(lèi)試驗數據的記錄與統計仍需要操作人員的反復參與,各種數據報表只能由人工完成.為進(jìn)一步提高裝置的自動(dòng)化水平,對各項功能指標實(shí)現集中管理,在原儀表控制系統基礎上,增加計算機監控功能,使控制系統更加完善.改進(jìn)的控制系統如圖(2)所示.
計算機選擇研華IPC610/PⅢ工控機,與AI智能調節器通過(guò)RS232/485轉換接口構成小型(DCS)集散控制系統.AI智能調節器的各類(lèi)參數可由工控機設置與修改,反應器內部溫度和壓力信號的檢測與流量控制的設定采用PCL812PG模板實(shí)現.控制系統程序,應用工業(yè)組態(tài)軟件——組態(tài)王5.1設計,運行在WINDOWS98環(huán)境下,控制系統實(shí)現的主要的
功能如下:
(1) 工藝流程顯示及各測控點(diǎn)的實(shí)時(shí)控制與參數顯示;
(2) 參數的設置與修改.各類(lèi)測控參數,高低限報警,實(shí)時(shí)存儲數據時(shí)間,定時(shí)打印時(shí)間等均可通過(guò)人機交互界面由鍵盤(pán)設置與修改;
(3) 數據報表,包括班報表,日報表,月報表等多種形式的統計報表,均可顯示或打印;
(4) 數據存儲和歷史曲線(xiàn)打印.主要測控參數可定時(shí)存盤(pán),連續保存3個(gè)月數據,根據存儲的數據顯示或打印相應的歷史曲線(xiàn);
(5) 超限報警.當被設置了報警限的參數發(fā)生超限報警時(shí),屏幕相應位置的參數閃爍顯示,并給出聲音提示,同時(shí)打印報警參數與時(shí)間.
結語(yǔ) 采用AI智能調節器與工控機構成控制系統的優(yōu)點(diǎn)在于,可靠性高,故障率低,測控精度高,適合工業(yè)現場(chǎng)長(cháng)期連續運行.由于采用(DCS)分布式結構,小型裝置的檢測與控制由儀表來(lái)完成,過(guò)程的管理由工控機實(shí)現.當工控機故障時(shí),只影響計算機管理與數據顯示記錄等功能,現場(chǎng)儀表仍能正常檢測控制;當某臺儀表故障時(shí),只需單獨處理該儀表即可,不影響其他控制回路,大大提高了控制系統的可靠性.