廈門宇電小型DCS的應(yīng)用：鐘罩式燒結(jié)爐

一、概述：         
    黃石市黃岡摩擦片公司是我國大的摩擦片生產(chǎn)企業(yè)。應(yīng)用鐘罩式燒結(jié)爐燒結(jié)金屬摩擦片在各類汽車及轎車上得到。鐘罩式燒結(jié)爐是公司重要設(shè)備之一，幾十年來公司一直沒有停止對鐘罩爐的改進和提高，不斷推陳出新，使之適應(yīng)更廣闊的生產(chǎn)領(lǐng)域。該公司近期采用宇電AI計算機監(jiān)控系統(tǒng)配合AI808PAI5X3+JK6L1L1S4改造有快速冷卻系統(tǒng)的鐘罩爐，不僅能在升溫、保溫階段對溫度進行準確的控制，還可以在降溫階段對溫度進行控制。使每一批次的處理時間大大縮短，大地提高了生產(chǎn)效率。
    在采用宇電AI808PAI5X3+JK6L1L1S4后的快速冷卻系統(tǒng)的鐘罩爐，使陶瓷型轎車剎車片”在研發(fā)過程中，通過配方優(yōu)化試驗，解決了摩擦系數(shù)高與磨耗量大、使用壽命短的矛盾，解決了高而平穩(wěn)的摩擦系數(shù)與無噪音的矛盾，成功開發(fā)出了摩擦系數(shù)熱衰退率小、使用壽命長、制動舒適的新一代高性能陶瓷型配方剎車片產(chǎn)品。通過對密度、壓制溫度、壓力與時間、固化溫度與時間等工藝參數(shù)優(yōu)化試驗，確定了佳工藝參數(shù)，成功解決了產(chǎn)品壓制、固化產(chǎn)生汽泡裂紋的難題，為產(chǎn)品的性能控制提供了工藝保證。產(chǎn)品正在進行產(chǎn)業(yè)化實驗，具有良好的經(jīng)濟社會效益和外市場前景。 

二、強對流罩式退火爐簡介
    強對流光亮罩式退火爐主要適用于黃銅帶、青銅帶、異型銅帶、紫銅帶、各類銅管、造幣材料、帶鋼、復(fù)合帶材、軟磁和硬磁合金、銅合金線材、標準件材料、不銹鋼帶等幾十種材料。 鐘罩爐大裝料直徑3.2M，裝料高度高達4M，大裝爐量80T。 　　罩式爐由一個加熱罩、兩個爐座、兩個內(nèi)罩和閥架等組成。加熱元件采用電阻帶均勻的懸掛在爐膛的四周，并用陶瓷螺釘加以固定。        
車間生產(chǎn)中與儀表調(diào)試

    在爐座的正中央都裝有一臺強對流的風(fēng)機，通過電機的運轉(zhuǎn)來帶動葉輪達到強對流的目的，從而使爐膛內(nèi)的溫度達到均勻，該風(fēng)機的電機為水冷密封雙速電機，可實現(xiàn)高、低速轉(zhuǎn)換，通入冷卻水后可確保電機的軸承不會因發(fā)熱而損壞。在爐座上裝有與內(nèi)罩密封的水冷橡膠密封圈，以便達到密封的效果。

三、溫控器的選用：
    電氣控制柜采用PID過零觸發(fā)溫控調(diào)節(jié)儀來調(diào)節(jié)爐內(nèi)的功率和溫度，并安裝有超溫報警功能 。并根據(jù)需要制作上位機，組態(tài)軟件動態(tài)顯示系統(tǒng)控制狀態(tài)。
    儀表的選擇：系統(tǒng)中我們采用了的AI人工智能調(diào)節(jié)器。AI調(diào)節(jié)器是控溫系統(tǒng)的核心部分，AI儀表創(chuàng)性地采用了平臺概念，將非常專業(yè)化的數(shù)字調(diào)節(jié)儀表轉(zhuǎn)為平臺化設(shè)計的產(chǎn)品，采用的是AI人工智能調(diào)節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進行PID調(diào)節(jié)的一種算法，在誤差大時，運用模糊算法調(diào)節(jié)，以消除PID飽和積分現(xiàn)象，當(dāng)誤差趨小時，采用改進后的PID算法進行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動學(xué)習(xí)和記憶被控對象的部分特征以使效果優(yōu)化。
    自整定方法簡單應(yīng)用方便：由于自整定執(zhí)行時采用位式調(diào)節(jié)，經(jīng)2~3次振蕩后，儀表內(nèi)部微處理器根據(jù)位式控制產(chǎn)生的振蕩，分析其周期、幅度及波型來自動計算出M 5、P、t等控制參數(shù)。具有無超調(diào)、、參數(shù)確定簡單、對復(fù)雜對象也能獲得較好的控制效果等特點。
    在使用過程中AI調(diào)節(jié)器 結(jié)合PID調(diào)節(jié)、自學(xué)習(xí)及模糊控制技術(shù)，實現(xiàn)了自整定/自適應(yīng)功能，及無欠調(diào)的調(diào)節(jié)，性能遠優(yōu)于傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器。

四、系統(tǒng)架構(gòu)：
    整個控制系統(tǒng)我們采用了計算機監(jiān)控用RS485通訊總線技術(shù)，由于RS485總線技術(shù)具有良好的實時性、可靠性、抗干擾能力及檢錯能力，所以在一些條件比較苛刻的場合里廣泛應(yīng)用。通過串口實現(xiàn)整個系統(tǒng)運行監(jiān)控，其畫面包含：現(xiàn)場模擬圖、溫度壓力顯示、設(shè)備接地故障狀態(tài)指示、各種參數(shù)設(shè)置、實時溫度曲線圖、設(shè)定溫度曲線圖以及報警信息。系統(tǒng)控制對象。
    在系統(tǒng)中由于AI系列儀表的出色性能，宇電又開發(fā)出基于AI儀表并具備現(xiàn)場總線特性的AIFCSV9.0計算機監(jiān)控系統(tǒng)。AI儀表相當(dāng)于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的各個控制單元，利用RS485作為現(xiàn)場通訊總線，采用宇電自行開發(fā)的AIBUS通訊協(xié)議，可在上位機上實現(xiàn)儀表功能操作如實時讀取測量值、給定值、設(shè)置參數(shù)、自動/手動無擾動切換、調(diào)整手動輸出值、啟動/運行/停止程序，并具備開關(guān)量輸入/輸出操作能力。開放式結(jié)構(gòu)隨意添加控制儀表。   

五、溫度控制功能   
    控制系統(tǒng)我們采用了 宇電AI-808PAI5X3L1L1S4溫控表：AI－808P程序型儀表用于需要按一定時間規(guī)律自動改變給定值進行控制的場合。它具有強大的編程及操作能力，可進一步提高控制設(shè)備的自動化程度。它具備50段程序編排功能，可設(shè)置任意大小的給定值升/降斜率；具有跳轉(zhuǎn)、運行、暫停及停止等可編程/可操作命令，可在程序控制運行中修改程序；具備二路事件輸出功能?？赏ㄟ^報警輸出控制其他設(shè)備聯(lián)鎖動作，進一步提高設(shè)備自動化能力；可通過安裝外部開關(guān)執(zhí)行程序運行/暫停/停止等操作，以實現(xiàn)連鎖、同步啟動運行或方便操作；具有停電處理模式、測量值啟動功能及準備功能，使程序執(zhí)行更有效率及更完善。

1、功能及概念：    
程序段：段號可從1－30，當(dāng)前段(STEP)表示目前正在執(zhí)行的段。    
設(shè)定時間：指程序段設(shè)定運行的總時間，單位是min，有效數(shù)值從1－9999。    運行時間：指當(dāng)前段已運行時間，當(dāng)運行時間達到設(shè)置時間時，程序自動跳下一段運行。    
跳轉(zhuǎn)：程序段可編程為自動跳轉(zhuǎn)到1－30段中的任意段執(zhí)行，可實現(xiàn)循環(huán)控制。通過修改STEP的數(shù)值也可實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)。    
運行/暫停（run/HoLd）：程序在運行狀態(tài)時，計時，給定值按預(yù)先編排的程序曲線變化。程序在暫停狀態(tài)下，停止計時，給定值保持不變。儀表能在程序段中編入暫停操作，也可由人隨時執(zhí)行暫停/運行操作。暫停狀態(tài)下儀表仍然保持調(diào)節(jié)功能。
停止（stoP）：執(zhí)行停止操作，將使程序停止運行，此時運行時間被清0，事件輸出開關(guān)復(fù)位，并且停止控制輸出。在停止狀態(tài)下執(zhí)行運行操作，則儀表將從STEP設(shè)置的段號啟動運行程序?？稍诔绦蚨沃芯幦胱詣油Ｖ沟墓δ?，并同時對運行段號STEP值進行設(shè)置。也可人為隨時執(zhí)行停止操作（執(zhí)行后STEP被設(shè)置為1，不過用戶可再進行修改）。    
事件輸出：由程序編排發(fā)生?？稍诔绦蜻\行中控制2路報警開關(guān)動作，以方便控制各種外部設(shè)備同步或連鎖工作。    
停電/開機事件：指儀表接通電源或在運行中意外停電，可提供多種處理方案供用戶選擇。用戶可以通過設(shè)置儀表的參數(shù)（run）設(shè)置儀表重新上電后的運行狀態(tài)。準備（rdy）/測量值啟動功能：在啟動運行程序由于爐體的溫度和儀表設(shè)置的初始溫度之間有偏差，并且其差值大于正（或負）偏差報警值(dHAL及dLAL)時，儀表并不立即進行正（或負）偏差報警，而是先將測量值調(diào)節(jié)到其誤差小于偏差報警值，此時程序也暫停計時，也不輸出偏差報警信號，直到正、負偏差符合要求后才再啟動程序。準備/測量值啟動功能用于設(shè)置無法預(yù)知升／降溫時間的段也十分有用。要允許或取消準備/測量值啟動功能，可在run參數(shù)中進行設(shè)置。準備/測量值啟動功能可保證了運行整條程序曲線的完整性，準備/測量值啟動功能用于解決啟動運行時測量值與給定值不一致而對程序運行產(chǎn)生的不確定性，以獲得率、完整并符合用戶要求程序運行結(jié)果。