廈門(mén)宇電自動(dòng)化科技有限公司

? ? 廈門(mén)宇電儀表銷(xiāo)售：王工， 編者按：燒結(jié)配料作為鋼鐵生產(chǎn)的基礎(chǔ)工序，其自動(dòng)化的作用日益突現(xiàn)。盡管大多數(shù)燒結(jié)廠都很重視，也投入資金了自動(dòng)配料，有的甚至改造過(guò)不止一次，耗費(fèi)了大量資金。但較終能可靠運(yùn)行，性能投入資金比高的則為數(shù)較少。萊蕪鋼鐵廠針對(duì)工廠配料工藝要求，采用基于現(xiàn)場(chǎng)儀表通信的集散控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行可靠、性能投入資金比高的目標(biāo)，為燒結(jié)廠配料自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)通信 集散控制 燒結(jié)配料 HART 人工智能調(diào)節(jié)器 1、萊鋼1#燒結(jié)機(jī)配料工藝設(shè)備概況 ????燒結(jié)配料工序是將生產(chǎn)燒結(jié)礦所需的混勻鐵礦粉、燃料（焦粉）、溶劑（石灰石、白云石、生石灰）及冷、熱返礦，按照高爐冶煉要求及各種料的化學(xué)成分進(jìn)行配料計(jì)算，確定各種料的配料比例，通過(guò)重量檢驗(yàn)及控制給料設(shè)備，實(shí)現(xiàn)配料。萊鋼燒結(jié)機(jī)配料室共17個(gè)使用的料倉(cāng)，詳情見(jiàn)下表： 倉(cāng)號(hào) 1#-5# 6# 7# 8# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16# 17# 18# 物料名稱(chēng) 混勻礦粉 焦粉 焦粉 煤粉 石灰石 白云石 生石灰 冷返礦 熱返礦 給料方式 圓盤(pán) 圓盤(pán) 拖料 圓盤(pán) 圓盤(pán) 圓盤(pán) 螺旋 拖料 圓盤(pán) 控制方式 變頻器改變給料量 2、設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn) ????針對(duì)傳統(tǒng)燒結(jié)配料自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題，深入分析現(xiàn)場(chǎng)工藝及管理狀況，結(jié)合較新測(cè)控實(shí)用先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計(jì)方案特點(diǎn)如下：2.1 系統(tǒng)采用基于現(xiàn)場(chǎng)儀表通訊的集散控制方式????本設(shè)計(jì)將皮帶秤、沖板流量計(jì)、雷達(dá)物位計(jì)、人工智能調(diào)節(jié)器等通過(guò)具備現(xiàn)場(chǎng)通信功能的宇電智能儀表與上位機(jī)通訊連接，組成基于現(xiàn)場(chǎng)通訊的集散控制系統(tǒng)。該現(xiàn)場(chǎng)儀表通訊采用的是基于主從協(xié)議原理的HART通信協(xié)議。其特點(diǎn)為通訊只有讀寫(xiě)兩條指令，上位機(jī)軟件編寫(xiě)容易，并可用PC機(jī)作上位機(jī)，應(yīng)用其軟件資源豐富，發(fā)展較快的優(yōu)勢(shì)。與模擬傳輸相比，具有易于調(diào)試維護(hù)和更高精度的優(yōu)點(diǎn)。????該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可靠性高。???? 采用光電隔離技術(shù)將通訊接口與儀表其他部分線路隔離。當(dāng)通訊接口或線路發(fā)生故障時(shí)，皮帶秤、調(diào)節(jié)器仍能正常工作。由于采用低電平數(shù)字信號(hào)且相位連續(xù)平均值為零，抗干擾能力強(qiáng)。接線簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確。單機(jī)間檢驗(yàn)控制設(shè)備之間故障不蔓延，上下位機(jī)之間故障不擴(kuò)散，故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響減至較小，大大提高系統(tǒng)的可靠性。手、自動(dòng)轉(zhuǎn)換方式靈活多樣。既可在上位機(jī)，也可在基本調(diào)節(jié)器，還可在變頻器及操作箱上轉(zhuǎn)換，解決了故障時(shí)應(yīng)急慢的問(wèn)題。（2）上位機(jī)數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，監(jiān)控程序功能更豐富。???? 由于以通訊方式采集數(shù)據(jù)，同時(shí)單機(jī)的部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)由下位機(jī)完成，使得上位機(jī)主要進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，可騰出更多的時(shí)間和內(nèi)存處理功能更豐富的應(yīng)用程序。（3）投入資金省。???? 上位機(jī)不用模擬量輸入輸出模塊及相應(yīng)盤(pán)柜，也免去了熱備上位機(jī)。同時(shí)，增加單機(jī)時(shí)無(wú)須再添公共部分硬件，節(jié)省系統(tǒng)擴(kuò)充費(fèi)。另外，節(jié)省信號(hào)電纜及安裝調(diào)試費(fèi)。還對(duì)使用和維護(hù)人員素質(zhì)要求低，節(jié)省培訓(xùn)費(fèi)。2.2 硬件設(shè)備先進(jìn)實(shí)用，維護(hù)工作量小（1） 針對(duì)一般皮帶秤維護(hù)工作量大，抗干擾能力差的問(wèn)題，選用秤架免維護(hù)、稱(chēng)重毫伏信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化和變?yōu)?-20mA信號(hào)的皮帶秤。（2） 選用先進(jìn)實(shí)用沖板秤檢驗(yàn)白灰、熱返礦流量????白灰、熱返礦流量的連續(xù)檢驗(yàn)是燒結(jié)配料的一大難題。 過(guò)去，一般用螺旋秤檢驗(yàn)白灰，兩臺(tái)皮帶秤或核子秤檢驗(yàn)一個(gè)熱返礦下料點(diǎn)，均工作不穩(wěn)定、維護(hù)工作量大、精度低、投入資金高。本設(shè)計(jì)選用先進(jìn)實(shí)用的沖板秤檢驗(yàn)。其差動(dòng)放大器用高精度稱(chēng)重傳感器代替，既提高了穩(wěn)定性及檢驗(yàn)精度，又降低了維修工作量和技術(shù)要求。同時(shí)，使用陶瓷耐磨沖板，解決了鋼沖板壽命短的問(wèn)題。另外，其流量信號(hào)用皮帶秤稱(chēng)重模塊處理，解決了與上位機(jī)匹配問(wèn)題。（3） 基本控制器選用先進(jìn)的人工智能調(diào)節(jié)器????能否實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)調(diào)節(jié)，正確選擇調(diào)節(jié)器是關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)選用廈門(mén)宇電AI-808型具備現(xiàn)場(chǎng)通訊功能采用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的人工智能調(diào)節(jié)器。與一般調(diào)節(jié)器相比，它能在降低超調(diào)的同時(shí)又提高響應(yīng)速度。在誤差大時(shí)，運(yùn)用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以完全清理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)。具備自動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)特性及給定值和測(cè)量值的改變分別處理的功能。具有多種設(shè)定方式，既可直接在其面板按鍵上手動(dòng)數(shù)字設(shè)定，還可在其外給定端子上模擬量設(shè)定。為防止異常超調(diào)，還具有控制量上、下限預(yù)設(shè)定功能 。同時(shí)調(diào)試簡(jiǎn)單，對(duì)正常生產(chǎn)影響小。結(jié)構(gòu)型式為熱拔插式，更換方便快捷。（4）選用先進(jìn)的雷達(dá)物位計(jì)檢驗(yàn)白灰、熱返礦倉(cāng)料位????白灰、熱返礦倉(cāng)料位傳統(tǒng)檢驗(yàn)方式為稱(chēng)重式、重錘式、手工探尺，均維護(hù)難及維修工作量大、不可靠。我們選用準(zhǔn)確、可靠、免維護(hù)的雷達(dá)物位計(jì)檢驗(yàn)。2.3 應(yīng)用程序功能新穎、實(shí)用、豐富????應(yīng)用程序采用可視化性能良好的VB6.0編寫(xiě)。與一般配料監(jiān)控程序相比，本系統(tǒng)監(jiān)控程序功能更新穎、實(shí)用、豐富，且人機(jī)對(duì)話能力強(qiáng)，突出表現(xiàn)為：（1）啟動(dòng)緊急信號(hào)方式采用超差反時(shí)限語(yǔ)音啟動(dòng)緊急信號(hào)????傳統(tǒng)啟動(dòng)緊急信號(hào)大多為瞬時(shí)量或長(zhǎng)期連續(xù)累積量聲光啟動(dòng)緊急信號(hào)。由于給料方式的限制(下料不均) 瞬時(shí)量啟動(dòng)緊急信號(hào)要么頻繁誤啟動(dòng)緊急信號(hào)(來(lái)不及處理就恢復(fù)了)；要么超差不啟動(dòng)緊急信號(hào)(偏差大)而漏啟動(dòng)緊急信號(hào)。連續(xù)累積量啟動(dòng)緊急信號(hào)，也因累積時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)而誤報(bào)及漏報(bào)。同時(shí)，確認(rèn)啟動(dòng)緊急信號(hào)對(duì)象時(shí)還要與顯示器畫(huà)面配合。我們采用超差反時(shí)限啟動(dòng)緊急信號(hào)。即以一定累積量（誤差）及時(shí)間間隔（較短處理時(shí)間）為啟動(dòng)緊急信號(hào)條件，瞬時(shí)量誤差連續(xù)累積并以通訊方式傳至上位機(jī)，其累積量在單位時(shí)間內(nèi)越大，則啟動(dòng)緊急信號(hào)時(shí)限越短，反之，啟動(dòng)緊急信號(hào)時(shí)限越長(zhǎng)。同時(shí)，瞬時(shí)量偏差過(guò)大時(shí)直接啟動(dòng)緊急信號(hào)。這樣既不誤報(bào)也不漏報(bào)。另外，采用語(yǔ)音廣播系統(tǒng)，自動(dòng)直接報(bào)出啟動(dòng)緊急信號(hào)對(duì)象并提示原因和處理措施。既縮短了啟動(dòng)緊急信號(hào)確認(rèn)及處理時(shí)間，也不需要操作人員盯著畫(huà)面，減輕了其疲勞程度。（2）解決了料批控制難題 ????傳統(tǒng)模擬集中控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)變料料批控制，上位機(jī)與調(diào)節(jié)器之間為模擬量設(shè)定，硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜。我們采用在上位機(jī)預(yù)設(shè)定變料值后，以現(xiàn)場(chǎng)通訊方式改變調(diào)節(jié)器設(shè)定值，按料頭料尾對(duì)齊的原則自動(dòng)發(fā)送，變料時(shí)間短，較長(zhǎng)時(shí)僅90秒（僅由混合料皮帶機(jī)速度及料倉(cāng)間距決定），調(diào)節(jié)器不超調(diào)，減少了因變料波動(dòng)帶來(lái)的惡性變料及生產(chǎn)不穩(wěn)問(wèn)題。在緩料停機(jī)時(shí)也不需與電氣聯(lián)鎖。（3）宇電AI-808真實(shí)實(shí)現(xiàn)手、自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)快速切換????傳統(tǒng)手、自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)快速切換是指切換瞬間手﹑自動(dòng)瞬時(shí)輸出值相等。而在配料自動(dòng)調(diào)節(jié)中，手、自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)快速切換要求的是切換前后控制量或被控量平均值相等，這就必須先計(jì)算切換前控制量或被控量平均值，然后再切換，才能達(dá)到對(duì)工藝的影響較小，真實(shí)實(shí)現(xiàn)手、自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換。顯然，傳統(tǒng)意義上的瞬時(shí)量手、自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)快速切換不適用于此。因此，我們利用現(xiàn)場(chǎng)通訊在手動(dòng)向自動(dòng)切換時(shí)，先在上位機(jī)跟進(jìn)計(jì)算出當(dāng)時(shí)每分鐘被控量平均值；將此值作為自動(dòng)初始時(shí)的給定值；在自動(dòng)向手動(dòng)切換時(shí)，先在上位機(jī)跟進(jìn)計(jì)算出當(dāng)時(shí)每分鐘控制量平均值，將此值作為手動(dòng)初始時(shí)的控制值。再將它們?cè)O(shè)定到人工智能調(diào)節(jié)器上，較后進(jìn)行平均值的手、自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)快速切換。實(shí)現(xiàn)了一次轉(zhuǎn)換成功，解決了以往手﹑自動(dòng)切換時(shí)，須進(jìn)行多次修改控制量或設(shè)定值，仍很難達(dá)到切換要求值，造成生產(chǎn)波動(dòng)及延長(zhǎng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間的問(wèn)題。2.3.4 自動(dòng)修正各秤校零、校秤后對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)器的原設(shè)定值????根據(jù)校零、校秤前后零點(diǎn)變化量及準(zhǔn)確度變化，自動(dòng)計(jì)算出與原設(shè)定值對(duì)應(yīng)的新設(shè)定值，確保新設(shè)定值與原設(shè)定值實(shí)物量相等，避免了因校零、校秤帶來(lái)的附加誤差，保持了生產(chǎn)的連續(xù)性。而一般配料系統(tǒng)無(wú)此功能。2.3.5 實(shí)現(xiàn)了超差、換倉(cāng)、斷、變、緩料自動(dòng)記錄及按時(shí)間查詢，解決了配料工序?qū)崟r(shí)監(jiān)督工藝紀(jì)律的難題。????當(dāng)發(fā)生以上啟動(dòng)緊急信號(hào)時(shí)，顯示器自動(dòng)彈出具有啟動(dòng)緊急信號(hào)對(duì)象、啟動(dòng)緊急信號(hào)原因、處理方法、值班人等內(nèi)容的對(duì)話框，值班人逐項(xiàng)進(jìn)行確認(rèn)。明確了責(zé)任，強(qiáng)化了操作人員的自律意識(shí)，為正確分析波動(dòng)原因打下了基礎(chǔ)，有利于工藝技術(shù)水平穩(wěn)定提高。2.3.6 歷史趨勢(shì)圖縱坐標(biāo)分兩個(gè)比例段，確保了大小流量在同一畫(huà)面均清晰分辨瞬時(shí)量變化趨勢(shì)。2.3.7 在上位機(jī)顯示器集中查看、修改各秤參數(shù)，校秤方便。2.3.8 料倉(cāng)料位虛擬指示初始料量減下料量為剩余量，無(wú)須料位計(jì)也可較準(zhǔn)確指示料位。2.3.9 以數(shù)據(jù)打包方式無(wú)誤差遠(yuǎn)傳配料信息，并可異地查詢，實(shí)現(xiàn)了配料信息共享，提高了工藝管理水平。2.3.10 配比設(shè)置靈活多樣。既可按工藝配料計(jì)算公式，輸入有關(guān)成份及總量后，自動(dòng)計(jì)算設(shè)定量，也可手工計(jì)算后逐個(gè)輸入設(shè)定值；既可在上位機(jī)上按料批控制要求統(tǒng)一預(yù)設(shè)定，也可在各基本調(diào)節(jié)器上分別設(shè)定。2.3.11 單機(jī)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存放在其相應(yīng)模塊中，節(jié)省上位機(jī)時(shí)間及內(nèi)存，系統(tǒng)擴(kuò)充余地加大。2.3.12 計(jì)量單位可在t/h及kg/m之間點(diǎn)擊互換，方便現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。2.3.13 顯示畫(huà)面設(shè)有幫助菜單, 方便操作及維修人員學(xué)習(xí)掌握。 3、效果 ????經(jīng)兩年來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐表明，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，減輕了操作及維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于自動(dòng)檢驗(yàn)調(diào)節(jié)，大大減少了人工跑盤(pán)稱(chēng)料，可以騰出更多的時(shí)間巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理隱患，進(jìn)而減少了突發(fā)性事故及其處理工作量。同時(shí)，啟動(dòng)緊急信號(hào)準(zhǔn)確及時(shí)，也減少了干擾和處理故障的工作量。特別是變料及手、自動(dòng)轉(zhuǎn)換一次到位，既增強(qiáng)了控制實(shí)時(shí)性，提高了控制準(zhǔn)確度，又減輕了反復(fù)稱(chēng)料的勞動(dòng)強(qiáng)度。人機(jī)界面直觀，功能操作簡(jiǎn)單，還設(shè)有幫助菜單，方便易學(xué)。監(jiān)控程序人機(jī)對(duì)話能力強(qiáng)，方便工藝管理，提高了操作人員的責(zé)任心，減少了異常波動(dòng)，促進(jìn)了生產(chǎn)指標(biāo)的提升。????該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在圓盤(pán)給料方式下，控制穩(wěn)定性連續(xù)可調(diào)及每分鐘累積量控制準(zhǔn)確度為±1.5%。滿足了變、緩料，手、自動(dòng)切換，校秤前后平穩(wěn)過(guò)渡及配料信息準(zhǔn)確及時(shí)遠(yuǎn)傳的工藝要求。應(yīng)用程序功能集測(cè)、控、管于一體，達(dá)到了性能投入資金比高的目標(biāo)。 4、存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施 4.1通信速度慢。進(jìn)一步完善下位機(jī)功能，使上位機(jī)所取數(shù)據(jù)盡可能在下位機(jī)已統(tǒng)計(jì)好并存放在存儲(chǔ)單元。同時(shí)，采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，減少數(shù)據(jù)傳輸量經(jīng)縮短通信時(shí)間。另外，提高通信波特率。4.2 給料設(shè)備下料不均勻。進(jìn)一步改給料方式，將圓盤(pán)給料全部改為寬皮帶拖料。4.3 實(shí)物校驗(yàn)困難。在皮帶機(jī)落料點(diǎn)處增設(shè)移動(dòng)料斗秤，隨時(shí)實(shí)物校秤。4.4 儀控與電控分離。將儀控與電控結(jié)合，采用AI-301M型開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)及配料信息入生產(chǎn)管理信息網(wǎng)。 [詳情]

引言 在工業(yè)控制中，許多控制過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，滯后大，控制對(duì)象具有變結(jié)構(gòu)、時(shí)變等特點(diǎn)。采用常規(guī)的PID控制算法，難以適應(yīng)參數(shù)變化及干擾因素的影響，大都出現(xiàn)非常大超調(diào)，PID參數(shù)較難確定，不僅給調(diào)試帶來(lái)麻煩，調(diào)節(jié)的效果也不理想。目前由國(guó)外引進(jìn)的某些調(diào)節(jié)儀表中，推出了許多改進(jìn)型如加入抗飽和積分功能，采用自整定來(lái)協(xié)助確定PID參數(shù)及自適應(yīng)技術(shù)來(lái)改進(jìn)控制效果。為了克服常規(guī)PID調(diào)節(jié)的不足，提高其性能，現(xiàn)在各大儀表公司及儀表生產(chǎn)廠，都在致力于新的控制算法開(kāi)發(fā)和自整定技術(shù)的探究，下面以廈門(mén)宇光電子技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)研制的AI系列儀表為例，簡(jiǎn)述AI系列儀表中的人工智能控制算法和特點(diǎn)。AI系列儀表中的人工智能控制算法 AI系列儀表中的人工智能控制算法，即對(duì)PID算法加以改進(jìn)和保留，加入模糊控制算法規(guī)則，并對(duì)給定值的變化加入了前饋調(diào)節(jié)。在誤差大時(shí)，運(yùn)用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以完全清理PID飽和積分現(xiàn)象，如同熟練工人進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法控制輸出。其控制參數(shù)采用被控對(duì)象特征描述方式。一組(MPT)參數(shù)即可同時(shí)確定PID參數(shù)和模糊控制參數(shù)。系統(tǒng)具有無(wú)超調(diào)和高控制精度等特點(diǎn)。針對(duì)不穩(wěn)定的非線形復(fù)雜調(diào)節(jié)對(duì)象，表內(nèi)設(shè)有自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)則，可使系統(tǒng)進(jìn)一步加快響應(yīng)速度，改善控制品質(zhì)。針對(duì)控制參數(shù)較難確定的現(xiàn)實(shí)，表內(nèi)設(shè)有自整定相關(guān)人士系統(tǒng)，可使系統(tǒng)的控制參數(shù)確定簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度提高，因此，自整定系統(tǒng)的引入，不僅使復(fù)雜勞動(dòng)簡(jiǎn)化，節(jié)約了調(diào)試時(shí)間，而且提高了控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。 　PDI算法的改進(jìn) 常規(guī)PID算法構(gòu)成如下：�ポ敵�=比例作用(P)+積分作用(I)+微分作用(D)�ピ诔Ｒ�(guī)PID的控制系統(tǒng)中，減少超調(diào)和提高控制精度是難以兩全其美的，這主要是積分作用有缺點(diǎn)造成的。如果減少積分作用，則靜差不易清理，有擾動(dòng)時(shí)，清理誤差速度變慢，而當(dāng)加強(qiáng)積分作用時(shí)，又難以避免超調(diào)，這也是常規(guī)PID控制中經(jīng)常遇到的難題。在AI系列儀表中，當(dāng)控制參數(shù)在比例帶以外時(shí)，采用模糊控制，不存在抗飽和積分問(wèn)題，而對(duì)PID算法部分又加以改進(jìn)如下：輸出=比例作用(P)+積分作用(I)+微分作用(D)+微分積分作用(∫I)由于儀表中增加了微分積分作用，所以，使常規(guī)PID算法中的積分飽和現(xiàn)象得到非常大緩解。不過(guò)從上式中可以看到，原有參數(shù)已經(jīng)較難確定了，又增加了一個(gè)新參數(shù)(∫I)，所以，這些參數(shù)必然互相影響，使得新算法參數(shù)更加難以確定。為此，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的研究和實(shí)驗(yàn)分析，比例作用與微分作用的比值和積分作用與微分作用的比值可取相同的值，并且比例作用與微分作用的較佳比值同控制對(duì)象的滯后時(shí)間有關(guān)。滯后時(shí)間越大，則比例作用響應(yīng)減少，而微分作用響應(yīng)增加。兩者存在的關(guān)系如下：比例作用=K(1/t)�ノ⒎肿饔�=K(1-1/t)d�な街�，K為系數(shù)；t為滯后時(shí)間與控制周期的比值；t≥1；d表示微分作用。�ビ纱�，可將人工智能控制算法公式改為：�ポ敵�=P［1/t+(1-1/t)d］+(1/M)∫［1/t+(1-1/t)d］�な街�，P用于調(diào)整微分和比例的大小，P增加，相當(dāng)于同時(shí)將微分時(shí)間增加及減少比例帶。反之，P減少，相當(dāng)于同時(shí)將微分時(shí)間減少和加大比例帶。M類(lèi)似積分時(shí)間，可用于調(diào)整積分和微分積分的大小，t用于調(diào)整微分與比例的相互比例成分。如果t=1，則微分作用為0，如果1��Ｍ＝０，則積分作用為0。這樣，控制參數(shù)又減少為3個(gè)，由于常規(guī)PID參數(shù)的定義只根據(jù)算法本身，其特點(diǎn)是不需要考慮被控對(duì)象的準(zhǔn)確模型，而改進(jìn)后的3個(gè)控制參數(shù)，由于同原參數(shù)概念不同，所以，定義為MPT控制算法，具體含義如下：M50為保持參數(shù)。M50定義為輸出值為50%時(shí)，控制對(duì)象基本穩(wěn)定后測(cè)量值的差值。50表示輸出值變化量為50。例如某電爐溫度控制，為了找出較佳的M50值，手動(dòng)輸出為50%時(shí)，電爐溫度較后穩(wěn)定在800℃左右，而0%輸出時(shí)，電爐溫度較后穩(wěn)定在室溫，為25℃，則M(較佳參數(shù)值(=800-25=775參數(shù)M值主要對(duì)調(diào)節(jié)算法中的積分作用進(jìn)行調(diào)整。M值越小，系統(tǒng)積分作用越強(qiáng)。M值越大，積分作用越弱(積分時(shí)間增加)。如果，M=0，則系統(tǒng)取消積分作用。P為速率參數(shù)��P與每個(gè)控制周期內(nèi)儀表輸出變化高標(biāo)準(zhǔn)時(shí)測(cè)量值對(duì)應(yīng)變化的大小成反比，其數(shù)值定義如下：P=100÷每秒鐘被控參數(shù)的變化值，單位是℃或10個(gè)定義單位(線形輸入時(shí))。例如電爐溫度控制，如果儀表以高標(biāo)準(zhǔn)功率加熱，并假設(shè)沒(méi)有散熱，電爐每秒升高1℃時(shí)，則P=100÷1=100在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，因?yàn)闆](méi)有散熱的前提條件是無(wú)法滿足的，所以，用人工的方式確定P的較佳值是不可能的，因此，一般利用自整定方法確定P的較佳值，P值對(duì)調(diào)節(jié)中的比例和微分均有作用。P值越大，比例、微分作用成正比增加，而P值越小，比例、微分作用相應(yīng)減弱。P參數(shù)與積分作用無(wú)關(guān)。T為滯后時(shí)間參數(shù)��T定義為某電爐以某功率開(kāi)始升溫，當(dāng)其升溫速率達(dá)到非常大值的63.5%時(shí)所需要的時(shí)間，T值單位是秒(s)。引入?yún)��?shù)T并正確設(shè)置時(shí)可以完全解決溫度控制的超調(diào)現(xiàn)象及振蕩現(xiàn)象，同時(shí)使控制響應(yīng)速度較佳。T值的變化，可對(duì)調(diào)節(jié)作用中的比例和微分起作用，T值越小，比例作用越強(qiáng)，微分作用越弱。T值越大，則比例作用減弱，微分作用增強(qiáng)。如果T≤CT1(控制周期)，則微分作用被完全取消，這時(shí)，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律將成為比例或比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律�！∽赃m應(yīng)功能 對(duì)于許多復(fù)雜的調(diào)節(jié)對(duì)象，例如電爐溫度控制中的電網(wǎng)電壓變化、外界干擾因素和工作環(huán)境多變等，針對(duì)有嚴(yán)重非線形的控制對(duì)象，國(guó)外儀表公司也推出了不少對(duì)策和方法。例如，日本導(dǎo)電公司生產(chǎn)的儀表中，采用了多組算法；歐陸和歐姆龍儀表中采用了自適應(yīng)功能；KMM智能調(diào)節(jié)儀表中采用了折線模塊來(lái)適應(yīng)系統(tǒng)的非線性；還有的儀表公司在儀表中采用辯識(shí)方法來(lái)提高儀表在非線性系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)質(zhì)量。在AI系列儀表中，針對(duì)有嚴(yán)重中非線性的控制對(duì)象，選擇了自適應(yīng)方式來(lái)解決。其改進(jìn)的特點(diǎn)是：當(dāng)控制偏差大于估計(jì)的誤差時(shí)，自適應(yīng)系統(tǒng)不是修改MPT參數(shù)(國(guó)外儀表的自適應(yīng)功能是修改控制參數(shù))，而是修改輸出值來(lái)降低誤差。雖然修改范圍有限，但不會(huì)出現(xiàn)將原來(lái)正確控制參數(shù)改錯(cuò)的現(xiàn)象，使響應(yīng)速度加快，使控制精度大大提高。 　模糊控制技術(shù) 所謂模糊控制是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量以及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)智能化數(shù)字控制方法。該方法無(wú)需建立對(duì)象的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型，并且具有適應(yīng)性好，算法簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)和容易操作等特點(diǎn)。在控制誤差很大時(shí)，用公式調(diào)節(jié)輸出沒(méi)有太大意義，相反容易帶來(lái)積分飽和一類(lèi)的問(wèn)題，即使使用MPT算法，如果控制參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)，也可能出現(xiàn)積分飽和或過(guò)積分的現(xiàn)象。所以，儀表引入模糊控制規(guī)則確定輸出，將取得理想的控制效果。在誤差非常大時(shí)，儀表的PID算法沒(méi)有啟動(dòng)，因此，AI儀表中的人工智能算法能夠獲得更為平滑的控制曲線。 　相關(guān)人士自整定系統(tǒng) 由上面可知，AI系列儀表中的人工智能控制算法，已將常規(guī)的PID控制參數(shù)改成MPT參數(shù)，為了方便操作人員確定MPT參數(shù)，引入了一套自整定相關(guān)人士系統(tǒng)。由于MPT參數(shù)是面向被控對(duì)象進(jìn)行描述的，所以，其自適應(yīng)及自整定都比常規(guī)的PID參數(shù)來(lái)的簡(jiǎn)單，并且準(zhǔn)確。一般情況下，如果自整定操作正確，成功率幾乎為高標(biāo)準(zhǔn)。自整定過(guò)程是采用位式控制來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)的，系統(tǒng)振蕩后，根據(jù)其周期確定滯后時(shí)間參數(shù)T，根據(jù)振蕩幅度，可確定速率參數(shù)P。參數(shù)M一般不易直接確定，對(duì)于溫度，一般假設(shè)其零輸出時(shí)測(cè)量值為25℃，根據(jù)振蕩時(shí)輸出值可確定出參數(shù)M。對(duì)于線性輸入，以其刻度范圍作為M值。可見(jiàn)，參數(shù)P和T可以通過(guò)自整定獲得較佳值，而參數(shù)M只能是大致的。另外，如果系統(tǒng)的速率參數(shù)或滯后時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)，自整定也可能加大控制周期(CT1)值，以使系統(tǒng)符合實(shí)際的控制對(duì)象要求。AI系列儀表中引入相關(guān)人士自整定系統(tǒng)后，不僅降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，方便了操作，而且進(jìn)一步提高了控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。 使用價(jià)值 AI系列儀表與同類(lèi)進(jìn)口儀表價(jià)格相差2～3倍，其性能并不遜色國(guó)外儀表。即使同國(guó)內(nèi)同類(lèi)儀表相比其價(jià)格與性能也有很大優(yōu)勢(shì)。筆者靠前次用該系列儀表是1997年為哈爾濱電機(jī)股份有限公司多種事業(yè)部?jī)膳_(tái)砂輪片燒結(jié)爐。該爐為硅碳棒電加熱爐，要求按工藝曲線程序控制，控溫精度±5℃，采用蘇州特種變壓器廠生產(chǎn)的TSH—100/0.5磁性調(diào)壓器及控制系統(tǒng)。廠家選用控溫儀表基于國(guó)外產(chǎn)品，為了降低費(fèi)用，決定用AI—708P替代，該儀表為30段程序智能控制，當(dāng)時(shí)售價(jià)僅1500元/臺(tái)。靠前次運(yùn)行時(shí)，啟用自整定功能，便較快的找到了較佳的MPT參數(shù)，保溫時(shí)控制精度達(dá)到±1℃。理想的控制效果使得在以后儀表的選用時(shí)對(duì)AI系列儀表情有獨(dú)鐘�，F(xiàn)在該類(lèi)儀表在功能上又進(jìn)一步，其型號(hào)也略有改變。分簡(jiǎn)易、智能型兩大類(lèi)，智能型儀表不僅具有故障自檢和參數(shù)鎖定功能，而且選用了高抗干擾和高可靠性結(jié)構(gòu)，所以，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)查出故障，予以排除，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。�お� [詳情]