基于泓格I7000模块的玻璃制品生产线模糊控制系统保山
金鹿五金网 2022-08-05 20:01:00
基于泓格I-7000模块的玻璃制品生产线模糊控制系统
基于泓格I-7000模块的玻璃制品生产线模糊控制系统 2011年12月09日 来源: 1、引言 唐山玻璃集团某玻璃制品生产线主要由煤气站﹑熔窑﹑退火窑三个子系统组成。煤气站子系统中,以煤为原料,以蒸汽为气化剂,在煤气发生炉中进行化学反应,产生煤气。熔窑子系统利用煤气站产生的煤气,与空气混合后,在熔窑内进行充分燃烧,将玻璃原料加热融化,产生的玻璃原液经供料道送至玻璃制品机,进行玻璃制品半成品的生产。退火窑子系统则实现半成品的高温烧成去应力和冷。 由于历史原因,整条生产线的自动控制水平比较低,基本上由现场工人根据仪表显示进行手动操作,以实现加气﹑送风﹑温度调节和窑压调节等功能。手动控制不仅效果差﹑原材料能源浪费大,而且经常由于三个子系统之间不能协调工作而出现停窑等生产事故,因此实现生产线的自动控制显得尤为重要。 整条生产线检测控制点多﹑现场环境恶劣﹑物理距离远,并且要求控制系统可靠性高﹑安全性好﹑维修简单﹑价格低廉。经过仔细考察比较,系统最终选用了I-7000系列远程数据采集模块,在此基础上设计实现了生产线的监测控制系统。 2、系统的硬件结构 根据生产线的实际情况,结合当前工业控制技术的发展方向,控制系统采用了工业控制计算机与分布式I/O模块相结合的方式。上位机采用了RACK600工业控制计算机。考虑I-7000模块种类多﹑可靠性高﹑抗干扰能力强﹑价格低廉等,系统采用了I-7000模块作为分布式I/O模块。为确保生产线的安全可靠,系统采用了上位机双机冗余的方式,主机和从机可自动无扰切换。在系统检修或故障时,可通过转换开关,将系统切换为原手动控制,保证了生产过程的可靠性。 系统硬件物理上可分为两部分:一部分放置在煤气站控制室,负责煤气站子系统的信号采集与输出,其余部分(包括上位机)放置在熔窑控制室(作为中央控制室),负责熔窑和退火窑子系统的信号采集和输出。所有信号经RS485网络汇总到上位机,以实现整条生产线的监测与控制,具体描述如下。 2.1煤气站子系统 煤气站子系统有8路4-20ma压力输入信号﹑4路温度输入信号﹑4路开关量报警输出信号﹑3路4-20ma电流输出信号,采用I-7017﹑7018﹑7042﹑7024模块各一块。 I-7017为8信道仿真量输入模块,最大输入量程为±10V。在7017的每一通道并联一250Ω3 的精密电阻,可将8路4-20ma电流信号转化为1-5V电压信号,作为现场压力信号,送入控制系统。 I-7018为8路热电偶输入模块,可直接采集热电偶信号。煤气站的4路温度信号均为K型,共享一块7018。 I-7042为13路隔离型集电极开路输出模块,配合RM104功率继电器板可实现继电器输出功能。系统设有一次风压﹑煤气温度等超限报警。报警时,7042控制RM104驱动现场的24V报警指示灯亮,同时报警电铃。 I-7024为4信道仿真输出模块,可输出标准的电压和电流信号。煤气站的一次风机采用变频器控制,2路蒸汽采用电动调节阀控制,3路控制信号均为4-20ma标准电流信号,共享一块7024。 2.2熔窑子系统 熔窑子系统有16路温度输入信号﹑6路数字输入信号﹑3路4-20ma压力输入信号﹑4路继电器输出信号﹑2路4-20ma电流输出信号﹑1路0-1V液位输入信号。共享4块I-7018﹑1块7024﹑1块7042﹑1块7052和1块7017。 16路温度信号有6路K型热电偶,4路S型热电偶,4路J型热电偶和两路S型热电偶,分别用4块7018实现温度信号的采集。 4路压力信号为4-20ma标准电流信号,经250Ω精密电阻转换为1-5V电压信号,由7017实现压力信号的采集。7017模块同时完成液位信号的采集。 4路继电器输出信号为空气和煤气换向输出信号,由I-7042驱动RM104完成。 I-7050为7路数字输入模块。现场的6路换向到位信号经继电器隔离后,转换为干接信号,由7050实现换向到位信号采集。 二次风机采用变频器控制,控制信号为4-20ma电流信号,烟囱吸力调节控制信号也是4-20ma电流信号,2路信号输出由一块7024来实现。 2.3退火窑子系统 退火窑为单独的子系统,根据厂家要求,暂不做控制。 3、系统的软件原理 系统上位机采用Windows NT 4.0 作为操作系统,Intellution公司的FIX软件作为工业测控软件平台,Visual C 5.0和Visual Basic 5.0作为编程语言。在控制算法上,采用了软嵌入式自学习多变量模糊控制器(MF控制器)。 3.1系统控制原理 煤气站到熔窑,系统最终的控制目标是:熔窑温度TR保持在1500±5℃,窑压PR保持在15±1Pa。,熔窑温度TR通过调节煤气站的煤气出口压力PM来实现,同时TR受PR的影。PM是通过调节煤气发生的风量来实现控制的,而风量的变化,必然会引起煤气站混合气温度的变化。为保证煤气发生中的化学反应充分,混合气温度必须稳定在60±1℃,因此又必须对一次风和蒸汽进行控制。窑压PR除受上述因素影以外,还受烟囱吸力的影响。可见,系统是一个
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