人工智能調(diào)節(jié)器/調(diào)節(jié)記錄儀在燒結(jié)自動配料中應(yīng)用

一、摘要

NHR-7300系列液晶人工智能調(diào)節(jié)器/調(diào)節(jié)記錄儀是依據(jù)GB/T 34050-2017國家標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的產(chǎn)品，它在設(shè)計上吸納了當(dāng)今電腦結(jié)構(gòu)思路：硬件上采用內(nèi)帶快閃存儲器的新型微處理器，擴充了大容量的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，顯示器采用3.5英寸128*64高分辨率點陣式白屏黑字液晶顯示屏，軟件上引入中文WINDOWS的框架思路，并采用了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。帶USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存功能，存儲時間最長可達(dá)720天。該產(chǎn)品具備自整定功能，可以根據(jù)被控對象的特性，自動尋找最優(yōu)參數(shù)以達(dá)到很好的控制效果，無須人工整定參數(shù)?？刂凭然具_(dá)到±0.1℃，無超調(diào)、欠調(diào)，性能達(dá)國際先進(jìn)水平。它可與各類傳感器、變送器配合使用，實現(xiàn)對溫度、壓力、液位、流量等物理量的測量顯示與控制，并配合各種執(zhí)行器對電加熱設(shè)備和電磁、電動閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)和控制、報警控制、數(shù)據(jù)采集等功能。產(chǎn)品的EMC設(shè)計符合GB/T17626.2-11相關(guān)規(guī)定，同時產(chǎn)品取得了CE認(rèn)證。下面是NHR-7320系列液晶人工智能調(diào)節(jié)器/調(diào)節(jié)記錄儀在燒結(jié)自動配料中的應(yīng)用。

二、市場背景

燒結(jié)配料作為鋼鐵生產(chǎn)的基礎(chǔ)工序，其自動化的作用日益突現(xiàn)。盡管大多數(shù)燒結(jié)廠都很重視，也投資了自動配料，有的甚至改造過不止一次，耗費了大量資金。但最終能可靠運行，性能投資比高的則為數(shù)極少。鋼鐵廠針對工廠配料工藝要求，采用基于現(xiàn)場儀表通信的集散控制系統(tǒng)，經(jīng)過一年多的實踐，實現(xiàn)了運行可靠、性能投資比高的目標(biāo)，為燒結(jié)廠配料自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造設(shè)計積累了經(jīng)驗。

三、技術(shù)原理

　1.燒結(jié)機配料工藝設(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)行配料計算，確定各種料的配料比例，通過重量檢測及控制給料設(shè)備，實現(xiàn)配料。燒結(jié)機配料室共17個使用的料倉，詳情見下表：

2. 控制方法

整個配料控制采用人工智能PID的外給定控制,通過檢測物料的重量,根據(jù)物料的配比控制給料設(shè)備,給料設(shè)備由變頻器改變給料量，實現(xiàn)配料。

四、產(chǎn)品的應(yīng)用

針對傳統(tǒng)燒結(jié)配料自動控制系統(tǒng)存在的問題，深入分析現(xiàn)場工藝及管理狀況，結(jié)合最新測控實用先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計方案特點如下：

1. 系統(tǒng)采用基于現(xiàn)場儀表通訊的集散控制方式

本設(shè)計將皮帶秤、沖板流量計、雷達(dá)物位計、人工智能調(diào)節(jié)器等通過具備現(xiàn)場通信功能的虹潤智能儀表與上位機通訊連接，組成基于現(xiàn)場通訊的集散控制系統(tǒng)。

該現(xiàn)場儀表通訊采用的是基于主從協(xié)議原理的MODBUS通信協(xié)議。其特點為通訊只有讀寫兩條指令，上位機軟件編寫容易，并可用PC機作上位機，應(yīng)用其軟件資源豐富，發(fā)展極快的優(yōu)勢。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。

2. 系統(tǒng)優(yōu)越性

(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，皮帶秤、調(diào)節(jié)器仍能正常工作。由于采用低電平數(shù)字信號且相位連續(xù)平均值為零，抗干擾能力強。接線簡單、維護(hù)方便，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確。單機間檢測控制設(shè)備之間故障不蔓延，上下位機之間故障不擴散，故障對整個系統(tǒng)的影響減至最小，大大提高系統(tǒng)的可靠性。手、自動轉(zhuǎn)換方式靈活多樣。既可在上位機，也可在基本調(diào)節(jié)器，還可在變頻器及操作箱上轉(zhuǎn)換，解決了故障時應(yīng)急慢的問題。

(2）上位機數(shù)據(jù)處理能力強，監(jiān)控程序功能更豐富

由于以通訊方式采集數(shù)據(jù)，同時單機的部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)由下位機完成，使得上位機主要進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，可騰出更多的時間和內(nèi)存處理功能更豐富的應(yīng)用程序。

(3）投資省

上位機不用模擬量輸入輸出模塊及相應(yīng)盤柜，也免去了熱備上位機。同時，增加單機時無須再添公共部分硬件，節(jié)省系統(tǒng)擴充費。另外，節(jié)省信號電纜及安裝調(diào)試費。還對使用和維護(hù)人員素質(zhì)要求低，節(jié)省培訓(xùn)費。能否實現(xiàn)高精度自動調(diào)節(jié)，正確選擇調(diào)節(jié)器是關(guān)鍵。

3. 配置

本設(shè)計選用虹潤公司NHR-7320系列具備現(xiàn)場通訊功能、人工智能調(diào)節(jié)算式的PID調(diào)節(jié)器。與一般調(diào)節(jié)器相比，它能在降低超調(diào)的同時又提高響應(yīng)速度。在誤差大時，運用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以徹底消除PID飽和積分現(xiàn)象；當(dāng)誤差趨小時，采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)。具備自動學(xué)習(xí)系統(tǒng)特性及給定值和測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 。同時調(diào)試簡單，對正常生產(chǎn)影響小。結(jié)構(gòu)型式為熱拔插式，更換方便快捷。

4、產(chǎn)品應(yīng)用圖片

五、結(jié)束語

經(jīng)兩年來的運行實踐表明，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，減輕了操作及維修人員的勞動強度。由于自動檢測調(diào)節(jié)，大大減少了人工跑盤稱料，可以騰出更多的時間巡檢，及時發(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，報警準(zhǔn)確及時，也減少了干擾和處理故障的工作量。特別是變料及手、自動轉(zhuǎn)換一次到位，既增強了控制實時性，提高了控制精確度，又減輕了反復(fù)稱料的勞動強度。人機界面直觀，功能操作簡單，還設(shè)有幫助菜單，方便易學(xué)。監(jiān)控程序人機對話能力強，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，促進(jìn)了生產(chǎn)指標(biāo)的提升。