烘干房智能控制系統(tǒng)

1電熱式烘干房控制系統(tǒng)改造與優(yōu)化1電熱式烘干房及工藝概況萊鋼集團設備檢修中心電修工程部負責萊鋼集團內(nèi)部及部分外部市場的各種電機、變壓器的大中小修項目，烘干房是其重要的作業(yè)設備之一，也是容量最大的用電設備，主要用于電機、變壓器等繞組的浸漆烘干。浸漆烘干的目的，是在于把絕緣材料中所含的潮氣驅(qū)除，用絕緣漆填滿所有空間氣隙，這樣既可提高繞組的絕緣強度和防潮性能，又可提高繞組的耐熱性和散熱性，還可提高繞組絕緣的機械性能、化學穩(wěn)定性、導熱性和散熱效果和延緩老化，電動機浸漆質(zhì)量的好壞，直接影響到電機的溫升和使用壽命。所以，工藝要求在浸漆與烘干的過程中必須嚴格按照操作規(guī)程進行，以保證絕緣漆的滲透性好、漆膜表面光滑和機械強度高，使繞組粘結(jié)成為一個結(jié)實的整體。其中的關鍵就是烘干加熱過程要求逐漸增溫，溫升速度不大于20-30℃/h，在保溫期要在穩(wěn)定的溫度下有足夠的保溫時間。電熱式烘干房規(guī)格，深5000mm寬3200mm高2700mm，電壓380V功率210kW，加熱組7組風機4kW，溫度范圍0?300℃，2項目提出的依據(jù)和目的電修工程部電熱式烘干房使用已有十年，由于設備老舊，給操作和維護造成許多的麻煩。如：問題1：控制系統(tǒng)設備老化，經(jīng)常出現(xiàn)溫度控制不準確問題，甚至出現(xiàn)過溫度失控超高溫的安全生產(chǎn)險肇事故。2015年12月9日，烘房使用中本應控制溫度在上限溫度120℃，但是因為控制儀表失靈，導致溫度超過了200℃，造成了不良后果。問題2：烘干房的控制系統(tǒng)采用的是比較簡單的上下限開關控制，因而控制溫度的誤差比較大，尤其是要按照浸漆操作規(guī)程中電機預烘溫升速率控制在20℃/h?30℃/h，操作上幾乎無法實現(xiàn)，因此，給浸漆質(zhì)量會帶來不良影響。問題3：對電修工程部來講，電機烘房是最大的用電設備，其電耗在電機維修成本中平均約占10%的比例，要降低電耗，在系統(tǒng)控制方面還需要改進。2鑒于烘房控制系統(tǒng)存在的上述問題，2016年初部里研究確定在原有烘房控制系統(tǒng)基礎上進行升級改造，達到確保安全生產(chǎn)，提高控制質(zhì)量，進一步降本增效的目的。實現(xiàn)目標：/確保安全生產(chǎn)，實現(xiàn)三級安全保護，控制安全級、質(zhì)量安全級、防火安全級。/提高控制質(zhì)量，能控制溫升不大于30℃/人保溫控制誤差W±3℃。/降低電耗20%。/易操作。3技術方案確定電熱式烘干房的對象特性分析：是一個二階慣性加滯后環(huán)節(jié)，具有非線性、單向性、時滯性、大慣性和時變性的特征。工業(yè)生產(chǎn)中溫度控制是較為普遍的工業(yè)應用，對于溫度控制的方式方法也有很多：在控制設備選型方面，如儀表單片機控制、PLC控制、模擬PID調(diào)節(jié)器、數(shù)字PID調(diào)節(jié)器和DCS集散控制系統(tǒng)等等，在溫度控制方法上，如定值開關控溫法、PID線性控溫法、PID參數(shù)的自學習自整定、智能溫度控制法等等，都時各有優(yōu)缺點。分析本項目的應用特點、控制規(guī)模、目標要求等條件因素，可以知道，項目的控制規(guī)模不大，資金投入也不能太多，但是控制要求并不簡單，要安全性高，控制功能強，要簡單易操作。綜合本項目各方面的因素，系統(tǒng)設計確定采用微型計算機與I/O模塊來組成控制系統(tǒng)，控制算法采用智能控制。目前，微型計算機應用非常普及，測量和控制技術也日益發(fā)展和完善，用一臺電腦通過數(shù)據(jù)總線連接I/O模塊形成分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，投資少，有明顯的優(yōu)越性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

AlDIDO AlDIDO主機（微型計算機）做為操作站包括主機系統(tǒng)、顯示設備、鍵盤鼠標輸入設備、信息存儲設備和打印輸出設備等，主要實現(xiàn)強大的顯示功能（如模擬參數(shù)顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、多種畫面顯示等等）、報警功能、操作功能、報表打印功能、組態(tài)和編程功能等等。數(shù)據(jù)采集模塊做為現(xiàn)場控制單元配置包括CPU插件、電源插件、I/O插件、通信插件等硬件設備，主要實現(xiàn)系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換及I/O控制等。RS485總線為主機操作站與現(xiàn)場單元的通訊連接線。4控制思路及設計控制原理控制原理圖如圖所示，系統(tǒng)設計了兩種控制方式：令開關控制，是系統(tǒng)在手控狀態(tài)下“手操器”和“定值器”采用的輸出控制方式。令模糊控制，是系統(tǒng)的自控狀態(tài)下“自由設定曲線”和“調(diào)用曲線”采用的輸出控制方式。4系統(tǒng)設計采用模糊控制是考慮到控制對象烘干房非線性、大滯后且?guī)в须S機干擾的特征，不易建立數(shù)學模型，因而放棄傳統(tǒng)的PID控制。與PID控制相比，模糊控制本質(zhì)上是非線性的，對過程參數(shù)改變不靈敏，對于對象的參數(shù)變化適應性強，魯棒性較好，能做到較穩(wěn)定的控制。所以，本項目選擇模糊控制有明顯的優(yōu)越性。模糊控制(Fuzzycontrol)的思路模糊控制的實質(zhì)：是將人類專家的控制經(jīng)驗數(shù)學化，進而用計算機實現(xiàn)的控制。模糊控制的工具：模糊集合理論。模糊控制靠模糊控制器(FuzzyController—FC)來實現(xiàn)，本系統(tǒng)設計模糊控制器的步驟：令確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量令確定輸入，輸出的論域、語言取值及其隸屬函數(shù)令總結(jié)專家控制規(guī)則及其蘊涵的模糊關系令重新量化得出控制量以下是本設計中幾個模糊控制器的應用：1)控制目標：烘干房溫度(變控曲線升溫段，PD型位置式，僅在自控狀態(tài)下)控制手段：加熱器功率7組30kW/組模糊控制器的維數(shù)：2維模烘房溫度—?糊 u溫度給定曲線 ?推輸入：e的變化范圍［-20,20］；ec的變化范圍［-2,2］；輸出：u的變化范圍［0,7］;

輸入量化等級：｛-3,-2,-1,0,1,2,3｝；｛-2,-1,0,1,2）；輸出量化等級：｛0,1,2,3,4,5,6,7）；量化因子：Ke=3/20；Kec=1；Ku=1；其模糊語言值分別為：｛NB,NS,ZO,PS,PB｝；｛N,ZO,P｝；｛Z,S,M,B,VB）；隸屬度函數(shù)：三角函數(shù)模糊規(guī)則：ifeandecthenu2）控制目標：烘干房溫度（變控曲線保溫段，PI型速度式，僅在自控狀態(tài)下）控制手段：加熱器功率7組30kW/組模糊控制器的維數(shù)：2維烘房溫度溫度給定曲線du烘房溫度溫度給定曲線du輸入：e的變化范圍［-20,20］；ec的變化范圍［-2,2］；輸出：du的變化范圍［-2,2］;輸入量化等級：｛-3,-2,-1,0,1,2,3）；｛-2,-1,0,1,2）；輸出量化等級：｛-2,-1,0,1,2）；量化因子：Ke=3/20；Kec=1；Ku=1；其模糊語言值分別為：｛NB,NS,ZO,PS,PB）；｛N,ZO,P）；｛NB,NS,ZO,PS,PB）；隸屬度函數(shù)：三角函數(shù)模糊規(guī)則：ifeandecthendu3）控制目標：加熱強度控制手段：系數(shù)k1環(huán)境溫度烘房溫度模糊推理模糊控制器的維數(shù)：1維環(huán)境溫度烘房溫度模糊推理*k1輸入：e的變化范圍［0,200］；輸出：k1的變化范圍［-2,2］;輸入量化等級：｛-3,-2,-1,0,1,2,3）輸出量化等級：｛-2,-1,0,1,2）；量化因子：Ke=6/200；K1=1；其模糊語言值分別為：｛NB,NS,ZO,PS,PB）；｛N,ZO,P）；隸屬度函數(shù)：三角函數(shù)模糊規(guī)則：ifethenk系統(tǒng)控制流程圖

條件判斷風機啟動自由設定啟動風機啟動時到？時到？報警判斷提示操作結(jié)束報警判斷曲線終止結(jié)束提示手控狀態(tài)切換？.一守r自控狀態(tài)加熱器風機全關停止手操器功能啟動定時器功能輸入定時定值器功能輸入定值鼠標單擊輸入定時自動START鼠標單■擊START〈提示條件判斷風機啟動自由設定啟動風機啟動時到？時到？報警判斷提示操作結(jié)束報警判斷曲線終止結(jié)束提示手控狀態(tài)切換？.一守r自控狀態(tài)加熱器風機全關停止手操器功能啟動定時器功能輸入定時定值器功能輸入定值鼠標單擊輸入定時自動START鼠標單■擊START〈提示加熱器開關控制調(diào)用曲線系統(tǒng)初始化〈開機）系統(tǒng)控制流程圖5控制系統(tǒng)功能介紹系統(tǒng)功能介紹可分為三個方面：界面功能、控制功能、診斷聯(lián)鎖功能。主要的界面功能有:

圖形用戶界面系統(tǒng)設計采用圖形用戶界面（GraphicalUserInterface,簡稱GUI）,由窗口、選擇按鍵、對話框及其相應的控制機制構(gòu)成，操作者只需使用鼠標設備操縱屏幕上的圖標或菜單選項即可完成相應的控制操作任務，界面由多個窗口組成，有動畫連接，有實時數(shù)據(jù)顯示，特點就是直觀、簡單、全面，淺白易懂。如圖所示（主畫面）實時趨勢曲線趨勢分析是控制系統(tǒng)比不可少的功能。實時趨勢曲線包括溫度實時曲線和電流實時曲線。實時趨勢曲線外形類似于坐標紙，X軸代表時間，Y軸代表溫度（或電流）測量值，可以記錄當前時間之前1個小時的溫度（或電流）數(shù)據(jù)，并以趨勢曲線的方式呈現(xiàn)，實時趨勢曲線可以自動卷動，以快速反應溫度（或電流）隨時間的變化。如圖為溫度實時曲線

歷史趨勢曲線在歷史趨勢曲線窗口中可以查看數(shù)據(jù)庫中保存的過去的參數(shù)數(shù)據(jù)，同實時趨勢曲線一樣，X軸代表時間，丫軸代表變量值，歷史記錄曲線包括烘房溫度和三相電流可以選擇，一個窗口可以顯示多條參數(shù)曲線，可以查詢?nèi)我鈺r間段的數(shù)據(jù)、曲線，以及最大值、最小值、平均值等。歷史趨勢曲線不能自動卷動，它一般與功能按鈕一起工作，共同完成歷史數(shù)據(jù)的查看工作。如圖為溫度歷史數(shù)據(jù)曲線

10分時段電量顯示為了追求更好的合理用電、降本增效目標，系統(tǒng)設計了分時電量顯示窗口，能按照尖、峰、平、谷時間段顯示電量，使操作者可以隨時掌握用電情況。報警窗口系統(tǒng)設計報警窗口是系統(tǒng)運行當中某些變量的值超過了規(guī)定的界限或發(fā)生某些事件時，系統(tǒng)自動產(chǎn)生相應的警告信息，表明該變量的值已經(jīng)超限或發(fā)生了某些事件，提醒操作人員。報警和事件發(fā)生時，系統(tǒng)把這些信息存于內(nèi)存中的緩沖區(qū)中，報警和事件在緩沖區(qū)中是以先進先出的隊列形成存儲，所以只有最近的報警和事件在內(nèi)存中。當緩沖區(qū)達到指定的數(shù)目或記錄定時時間到時，系統(tǒng)自動將報警和事件信息轉(zhuǎn)進數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)設計兩種報警窗口：實時報警窗口和歷史報警窗口。如圖所示

11(111)I事件日期11(111)I事件日期事件時［:報警日期報警時間--報警類型報警值/舊值恢復值/新值界限值事件類型操作員r? 111/05加熱器s關到開1——11/05加熱器3關到開——」1加熱器12』—11-高才慨.一14-92:22m熱鼻5，」開>■■個11/051*匕空 |11/0513:58:54加熱器5 1開到關2.0恢其14:12:22加熱舞314:02:22B^2e￡I開到關l701件亡22 |13：58：54加熱器1開到關恢復FZZEJ■?11/05B惆溫度1高.-111/?5 13:50:54 力!熱事5 開到關■■11/05加熱器5 1,?■■1，松?11/?5 13:58:54地熱器1 開到關■■ 13:58:54 |11/05加熱器1 1*="■■恢復-11.—京-71.2，■,111'■熱器5一■■■報警13：57：34,1■開到關「I2?口恢復1—^nq』I加熱器3 1開到關1B=1，熱器1*=】■■噌曜/萊鋼集團設備檢修中心電修工程部設計制作技術電話69231347*4系統(tǒng)已運行次數(shù)678A本次系統(tǒng)運行時間42401報表窗口數(shù)據(jù)報表能反映生產(chǎn)控制過程中的數(shù)據(jù)及狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進行記錄的一種重要形式。既能反映系統(tǒng)實時的生產(chǎn)控制情況，也能對長期的生產(chǎn)控制過程進行統(tǒng)計、分析，使管理人員能夠掌握和分析生產(chǎn)控制情況。本設計的報表窗口可以選擇電耗數(shù)據(jù)報表、實時數(shù)據(jù)報表、歷史數(shù)據(jù)報表，可以查看查詢和打印。如圖所示

12士-前同I稱熱門J FFi中i均幺—關機-1_*LillLtll》p區(qū)三,囪i-iy乂方門、伙小UJ<-IUI3幻1報表退出系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)報表打開電耗數(shù)據(jù)報表打開實時數(shù)據(jù)報表打開歷史數(shù)據(jù)報表報表選擇報表菜單每日電耗報表報表日期：打開電耗數(shù)據(jù)報表打開實時數(shù)據(jù)報表打開歷史數(shù)據(jù)報表報表選擇報表菜單每日電耗報表報表日期：2016年11月05日 14:45:53時間 電量 尖峰 平 谷 電耗 電價0：000.001：000.002：000.003：000.004：000.005：000.006：000.007：000.008：000.009：000.0010：000.0011：000.0012：000.0013：000.0014：007937.65 844.341647.223778.361668.11 7937.6515：00-7937.65 仆仆-1 ▼I本次系統(tǒng)運行時間 50554在系統(tǒng)主畫面的功能操作框中，有一個【手操器】按鍵，為手操器關閉狀態(tài)，本次系統(tǒng)運行時間 50554在系統(tǒng)主畫面的功能操作框中，有一個【手操器】按鍵，為手操器關閉狀態(tài)，:值沖萊鋼集團設備檢修中心電修工程部設計制作技術電話6923134 系統(tǒng)已運行次數(shù)678主要的控制功能有：手操器功能為手操器開啟狀態(tài)?！臼植倨鳌烤褪遣僮髡吣芊駥訜崞鬟M行控制操作的開關，只能在手控狀態(tài)下使用。手操器有效（開啟）時操作者就可以分別對加熱器組進行開或關操作（用鼠標左鍵單擊），手操器無效（關閉）時，加熱器會全部自動關閉，鼠標對加熱器組的任何操作均無效。手操器是與循環(huán)風機關聯(lián)的，風機啟動后手操器自動開啟。定值器功能在系統(tǒng)主畫面的功能操作框中，有一個【定值器】按鍵，為定值功能關閉在系統(tǒng)主畫面的功能操作框中，有一個【定值器】按鍵，為定值功能關閉足值限為定值功能開啟。定值功能就是系統(tǒng)恒溫控制，在定值顯示窗口設定好溫度數(shù)值后鼠標單擊按下【定值器】按鍵就可實現(xiàn)半自動恒溫控制?！径ㄖ灯鳌抗δ苤荒茉谑挚貭顟B(tài)下使用。在本設計

13中定值器是“改進型兵乓控制”，恒溫控制的方法不同于傳統(tǒng)的上下限開關控制，其不同有兩點：＞三級控制傳統(tǒng)的上下限開關控制是在定值溫度的上區(qū)間和下區(qū)間進行一開一關控制，由于溫度變化過程的滯后性，致使被控對象溫度波動較大。本設計中的三級控制，簡單點講就是三開三關。即在定值溫度的低段自動設置兩個輔助溫度值，進行三級兵乓控制，愈接近定值溫度，加熱量愈小，這樣加熱量逐級減少就可以大大減少過渡過程的溫度超調(diào)量，達到節(jié)電的目的。＞溫度慣性預測在定值控制功能中包含本設計中的溫度慣性預測控制技術，在加熱升溫過程段溫度的超調(diào)量更小，更節(jié)能。還有，在加熱量控制加入了模糊控制的加熱系數(shù)k1，能使保溫段的波動更小，更平穩(wěn)。定時器功能（定時停）在系統(tǒng)主畫面的功能操作框中，有一個【定時器】按鍵，及壁■為定時器功能關閉，藤百為定時器功能開啟，這個【定時器】是定時關停定時器，定時功能只能在手控狀態(tài)下使用。在手動控制狀態(tài)下，定時器功能是定時關停加熱器和循環(huán)風機的作用，在定時器顯示窗口設定好定時時間，鼠標左鍵單擊【定時器】按鍵，當定時時間到時，系統(tǒng)關閉所有加熱器和循環(huán)風機。最長時間可以設定99小時59分。當【定時器】按鍵按下系統(tǒng)在定時狀態(tài)中時，再次按下|--- -定時00：01O【定時器】按鍵，計時會暫停。重新啟動時，鼠標單擊計時 手人剩余00：00：00時間顯示窗口右上角綠色園指示燈（兼按鍵功能），定時器會 在剩余時間繼續(xù)計時。若鼠標單擊【定時器】按鍵，則計時從零開始。定時器功能（定時開）在系統(tǒng)自控狀態(tài)下的“溫控曲線”畫面中，有一個定時器窗口，主要作用是執(zhí)行溫度給定曲線控制時的系統(tǒng)的定時啟停。設置好定時時間，范圍1分鐘到99小時59分鐘，鼠標按住綠色啟動按鈕1秒鐘，出現(xiàn)超閃爍，計時開始，窗口顯示剩余時間。當計時到定時時間時，系統(tǒng)定時完成，定時器自動停止，系統(tǒng)自動啟動循環(huán)風機，并從起點開始執(zhí)行設置好的給定曲線。該定時器功能只在自控狀態(tài)下有效。1414自由設置給定曲線自動顯示在系統(tǒng)切換到自動控狀態(tài)后，主畫面轉(zhuǎn)入溫控曲線控制畫面，首次轉(zhuǎn)入溫控曲線畫面系統(tǒng)會自動顯示在。自由設置給定曲線是指由操作人員即時設定溫度給定曲線。方法如下:I I鼠標單擊數(shù)值輸入溫度設定值，如設定值60℃1_鼠標單擊數(shù)值輸入時間偏移量，如時間偏移量7200秒 。時間偏移量的單位是秒，時間偏移量的長短決定溫度變化的速率或保溫的時間。鼠標單擊O1即鼠標單擊O1即鼠標單擊回3,可以保存坐標圖中的曲線。鼠標單擊國思，可以回看上次保存的曲線。鼠標點擊 ，可以清除坐標圖中的曲線。

15Eee鼠標單擊相應的按鍵可以轉(zhuǎn)換坐標圖的時間最大量。按照以上步驟就可以設置任意的溫度給定曲線。調(diào)用預設給定曲線，系統(tǒng)進入調(diào)用曲線狀態(tài)，此時在頁面右側(cè)會顯示已經(jīng)預存的系統(tǒng)切換到自動控狀態(tài)后，主畫面轉(zhuǎn)入溫控曲線控制畫面，鼠標單擊，系統(tǒng)進入調(diào)用曲線狀態(tài)，此時在頁面右側(cè)會顯示已經(jīng)預存的1-覆烘上ESl20Vl2h2覆烘上B級13D1C14h3-覆烘1F級小泉干七13U1C20小時加熱曲線列表，鼠標單擊曲線名稱，再鼠標單擊刷新曲線二選定的溫控曲線就會顯示在坐標圖中。如圖所示

加熱曲線列表，鼠標單擊曲線名稱，再鼠標單擊刷新曲線二選定的溫控曲線就會顯示在坐標圖中。如圖所示16預設曲線的方法：可以用自由設置給定曲線的步驟設置好給定曲線，保存后由系統(tǒng)管理人員轉(zhuǎn)入調(diào)用曲線。也可以用編輯txt文本的方法，形成文本文件后由系統(tǒng)管理人員轉(zhuǎn)入調(diào)用曲線。診斷聯(lián)鎖功能有：系統(tǒng)運行條件診斷系統(tǒng)會時刻檢測運行的必要條件，一是現(xiàn)場控制柜中的主電源是否掉閘。如果主電源掉閘，在主畫面中電源指示燈三句會發(fā)出紅色閃爍。二是現(xiàn)場控制柜上的轉(zhuǎn)換開關是否在“自動”的位置。如果轉(zhuǎn)換開關未在“自動”位置，在主畫面中遠程控制指示燈■.'「工會發(fā)出紅色閃爍。三相負荷不平衡診斷（軟診斷）1#電加熱烘干房分7組三相供電，每組1#電加熱烘干房分7組三相供電，每組30kW，每組每相10kW，由10只1kW的電熱管組成，共計210只。在主畫面界面里，可以實時顯示三相電流數(shù)值，并且系統(tǒng)能自行，當三相負荷的不平計算出三相負荷的不平衡度并顯示三相負荷不平衡度0.0%三相負荷不一衡度大于10%時，系統(tǒng)分析判斷會發(fā)出提示信息平宜直三可。預見性診斷警示有電熱管可能運行異常，及時處理可以減小三相負荷不平衡帶來的不良后果。接觸器故障診斷（軟診斷）根據(jù)系統(tǒng)的控制輸出和檢測電流本系統(tǒng)設計的預見性診斷程序能分析判斷接觸器運SB滿松查SB滿松查源雙器異常，提醒維修人員及時檢查處理，防止因此產(chǎn)生的設備隱患和安全隱患。循環(huán)風機低效診斷（軟診斷）根據(jù)加熱箱溫度和烘干房溫度的溫差，判斷循環(huán)風機的運行狀況。如果在循環(huán)風機電機運行，但由于某種原因風量下降的情況下，加熱箱與烘干房的溫差就會異常增大，依此可以判斷循環(huán)風機或風道出現(xiàn)了異常問題。系統(tǒng)會自動在主畫面發(fā)出提示。

175.17 聯(lián)鎖控制現(xiàn)場控制柜總電源未合閘時，主畫面中電源指示燈顯示動按鍵無效，程控切換轉(zhuǎn)換鍵無效。,一■，此時循環(huán)風機啟現(xiàn)場控制柜轉(zhuǎn)換開關未在“自動”位置時，主畫面中現(xiàn)場控制指示燈現(xiàn)場控制175.17 聯(lián)鎖控制現(xiàn)場控制柜總電源未合閘時，主畫面中電源指示燈顯示動按鍵無效，程控切換轉(zhuǎn)換鍵無效。,一■，此時循環(huán)風機啟現(xiàn)場控制柜轉(zhuǎn)換開關未在“自動”位置時，主畫面中現(xiàn)場控制指示燈現(xiàn)場控制，此時循環(huán)風機啟動按鍵無效，程控切換轉(zhuǎn)換鍵無效。循環(huán)風機未啟動時，【手操器】功能無效，【定值器】功能無效，所有加熱器組操作均無效。程序控制狀態(tài)界面，在程序控制運行時，“返回手控”按鍵無效。5.18 溫度報警及緊急切斷溫度1為烘房門側(cè)測溫點，溫度2為烘房里側(cè)測溫點，溫度3為加熱箱測溫點，當3處溫度中任何一個超過報警點時，加熱器全部關停。溫度1報警點由操作人員在主畫面中設定，溫度2和溫度3報警點由系統(tǒng)管理員設置，默認溫度2為150℃，溫度3為195℃。當系統(tǒng)出現(xiàn)風機停止或失掉遠程控制或失掉總電源或溫度上限報警時，系統(tǒng)自動切斷全部加熱，打開報警信號燈（閃爍），并在主畫面顯示。6系統(tǒng)設計中的技術突出點溫度預置曲線控制浸漆烘干工藝對烘房的溫度和加熱的時間有較高的技術要求，對烘干過程有嚴格的技術規(guī)程。比如：加熱過程中溫升不能大于30℃/h，要有一定時間的保溫段。所以，溫度預置曲線控制是本系統(tǒng)在設計之初就確定的目標，從工藝質(zhì)量控制和降低能耗方面都是非常必要的。本設計實現(xiàn)了溫度按給定曲線控制的方法，并且在一個顯示窗口同坐標同步實時顯示。如圖所示。

18原理：根據(jù)時間偏移量和溫度折點設置好曲線，系統(tǒng)自行計算出變化的斜率，并顯示在坐標窗口。系統(tǒng)在每個控制周期讀取預設的給定值，與實時溫度測量值計算偏差，同時溫度測量值顯示在同一坐標窗口。然后按照系統(tǒng)的控制算法得到控制量。如圖所示在系統(tǒng)應用中曲線的設置有兩種方式，詳見“5.11自由設置給定曲線”和“5.12調(diào)用預設給定曲線”。本設計的優(yōu)點是曲線的設置非常簡單，操作不用鍵盤用鼠標就可完成。有保存、回看功能。溫度慣性預測控制如何克服溫度的慣性是溫度控制系統(tǒng)的關鍵，因為溫度控制是一個純滯后工藝對象，溫度的滯后會導致超調(diào)量，不僅僅影響控制精度，而且要浪費電能源，這一點是大家共知的。而對于大滯后的被控對象，最有效的控制方法就是預測控制（沒有之一），因為預測控制不是根據(jù)被調(diào)量的當前值進行控制的，而是根據(jù)被調(diào)量在未來一段時間內(nèi)的預測值進行控制的，因此，控制作用可以提前一段時間動作，這對大滯后被控過程的超調(diào)量控制是非常重要的而且是有效的。本系統(tǒng)設計正是遵循了這一設計思想。19在烘干房溫度控制系統(tǒng)中，選擇了烘房溫度T、加熱箱溫度Tr和定值溫度TS為可測影值，用預測控制綜合方法取得控制量。系統(tǒng)運行結(jié)果表明，對溫度慣性超調(diào)量有很好的控制作用。如圖所示改進型兵乓控制本設計中的定值器采用了“改進型兵乓控制”設計，恒溫控制的方法不同于傳統(tǒng)的上下限開關控制，其不同有兩點：＞三級控制傳統(tǒng)的上下限開關控制是在定值溫度的上區(qū)間和下區(qū)間進行一開一關控制，由于溫度變化過程的滯后性，致使被控對象溫度波動較大。本設計中的三級控制，簡單點講就是三開三關。即在定值溫度的低段自動設置兩個輔助溫度值，進行三級兵乓控制，愈接近定值溫度，加熱量愈小，這樣加熱量逐級減少就可以大大減少過渡過程的溫度超調(diào)量，達到節(jié)電的目的。＞溫度慣性預測在定值控制功能中包含本設計中的溫度慣性預測控制技術，在加熱升溫過程段溫度的超調(diào)量更小，更節(jié)能。還有，在加熱量控制加入了模糊控制的加熱系數(shù)k1，能使保溫段的波動更小，更平穩(wěn)。模糊化智能控制模糊控制為一種魯棒性很強的控制方法工業(yè)應用已非常普及。本系統(tǒng)設計采用分時分段控制方式運用兩輸入單輸出的模式，對溫度偏差、環(huán)境溫度進行了模糊化，運行結(jié)果表明，控制系統(tǒng)響應速度快、超調(diào)量小，其穩(wěn)定精度達到±3℃。運行截圖如圖所示。20詳見“4.2模糊控制(Fuzzycontrol)的思路”。無人值守自動啟?？刂茻o人值守指的是烘干房由計算機系統(tǒng)控制，不需要人工控制和值班。實現(xiàn)這一目標的前提就是：/系統(tǒng)安全可靠可以自動進行設備故障診斷及異常的自動操作處理。本系統(tǒng)有在線智能軟診斷技術和三級安全保護可以做到。/預置控制任務能根據(jù)工藝要求，給出烘干房溫度控制的給定曲線?？刂破骺梢酝ㄟ^這條曲線自動進行啟動、停止等控制操作，實現(xiàn)不同時刻對應不同的溫度。本系統(tǒng)有溫度預置曲線控制可以實現(xiàn)。/時間順序控制在系統(tǒng)中增加時間設置，系統(tǒng)能通過時間表控制相應的操作設備。本系統(tǒng)有長時段啟停定時器可以完成。在線智能軟診斷一種基于數(shù)據(jù)挖掘的在線智能軟診斷方法。在本設計中有：/三相負荷不平衡診斷可判斷加熱管故障。詳見“5.14三相負荷不平衡診斷”。/接觸器故障診斷可判斷接觸器故障。詳見“5.15接觸器故障診斷”。/循環(huán)風機低效診斷可以判斷循環(huán)風機或風道出現(xiàn)了異常問題。詳見“5.16接觸器故障診斷”。216?7三級安全保護電熱式烘干房智能控制系統(tǒng)是對原有烘干房的改造，其烘干房本體、循環(huán)風機、加熱箱、加熱管及電氣控制柜都是原有設備，烘干房是2007年開始使用，運行已有十個年頭，部分設備已出現(xiàn)老舊狀況。所以，本設計是把安全可靠放在首位的，這也是實現(xiàn)無人監(jiān)守的必要前提。安全保護方面，系統(tǒng)有聯(lián)鎖控制，可以避免操作人員的誤操作（章節(jié)5.17）；有在線智能軟診斷，可以判斷系統(tǒng)重要設備的運行故障（章節(jié)6.6）；有報警及緊急切斷，一旦設備出現(xiàn)運行故障系統(tǒng)能自動切斷停止相關的設備，起到安全保護的作用（章節(jié)5.18）。這里的三級安全保護特指的是溫度保護，因為系統(tǒng)的控制對象是溫度，用三路溫度檢測保證溫度的可靠從而實現(xiàn)控制安全級、質(zhì)量安全級、防火安全級。/控制安全級檢測點在烘干房頂端門側(cè)，主要用于系統(tǒng)的采樣控制，在此溫度范圍內(nèi)一切控制都是安全的，上限由操作人員設置。/質(zhì)量安全級檢測點在烘干房頂端里側(cè)，主要用于系統(tǒng)的輔助控制，在此溫度范圍內(nèi)工藝件是安全的，是工藝質(zhì)量的控制上限，溫度上限是由系統(tǒng)管理員設置。/防火安全級檢測點在加熱箱里面，主要用于系統(tǒng)的輔助控制和溫度極限控制，在此溫度范圍內(nèi)可以避免造成設備的火災，溫度上限是由系統(tǒng)管理員設置。7經(jīng)濟效益分析電修工程部電熱式烘干房經(jīng)過控制系統(tǒng)的改造升級，采用智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)了溫度設置曲線控制、無人值守自動啟停、溫度慣性預測控制、在線智能軟診斷等多項功能，自投入運行以來，系統(tǒng)運行可靠，自動化控制進一步促進降本增效，降低了電耗，避峰填谷減少了用電成本，提高了工藝質(zhì)量，提高安全性和工作效率，各項指標均達到了設計目標，具有明顯的經(jīng)濟效益。降低電耗1#烘干房是電