人工智能调节器/调节记录仪在烧结自动配料中应用

一、摘要

NHR-7300系列液晶人工智能调节器/调节记录仪是依据GB/T 34050-2017国家标准开发的产品，它在设计上吸纳了当今电脑结构思路：硬件上采用内带快闪存储器的新型微处理器，扩充了大容量的数据存储区，显示器采用3.5英寸128*64高分辨率点阵式白屏黑字液晶显示屏，软件上引入中文WINDOWS的框架思路，并采用了数据压缩技术。带USB数据转存功能，存储时间最长可达720天。该产品具备自整定功能，可以根据被控对象的特性，自动寻找最优参数以达到很好的控制效果，无须人工整定参数。控制精度基本达到±0.1℃，无超调、欠调，性能达国际先进水平。它可与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、流量等物理量的测量显示与控制，并配合各种执行器对电加热设备和电磁、电动阀进行PID调节和控制、报警控制、数据采集等功能。产品的EMC设计符合GB/T17626.2-11相关规定，同时产品取得了CE认证。下面是NHR-7320系列液晶人工智能调节器/调节记录仪在烧结自动配料中的应用。

二、市场背景

烧结配料作为钢铁生产的基础工序，其自动化的作用日益突现。尽管大多数烧结厂都很重视，也投资了自动配料，有的甚至改造过不止一次，耗费了大量资金。但最终能可靠运行，性能投资比高的则为数极少。钢铁厂针对工厂配料工艺要求，采用基于现场仪表通信的集散控制系统，经过一年多的实践，实现了运行可靠、性能投资比高的目标，为烧结厂配料自动调节系统的改造设计积累了经验。

三、技术原理

　1.烧结机配料工艺设备概况

烧结配料工序是将生产烧结矿所需的混匀铁矿粉、燃料（焦粉）、溶剂（石灰石、白云石、生石灰）及冷、热返矿，按照高炉冶炼要求及各种料的化学成分进行配料计算，确定各种料的配料比例，通过重量检测及控制给料设备，实现配料。烧结机配料室共17个使用的料仓，详情见下表：

2. 控制方法

整个配料控制采用人工智能PID的外给定控制,通过检测物料的重量,根据物料的配比控制给料设备,给料设备由变频器改变给料量，实现配料。

四、产品的应用

针对传统烧结配料自动控制系统存在的问题，深入分析现场工艺及管理状况，结合最新测控实用先进技术，设计方案特点如下：

1. 系统采用基于现场仪表通讯的集散控制方式

本设计将皮带秤、冲板流量计、雷达物位计、人工智能调节器等通过具备现场通信功能的虹润智能仪表与上位机通讯连接，组成基于现场通讯的集散控制系统。

该现场仪表通讯采用的是基于主从协议原理的MODBUS通信协议。其特点为通讯只有读写两条指令，上位机软件编写容易，并可用PC机作上位机，应用其软件资源丰富，发展极快的优势。与模拟传输相比，具有易于调试维护和更高精度的优点。

2. 系统优越性

(1）可靠性高

采用光电隔离技术将通讯接口与仪表其他部分线路隔离。当通讯接口或线路发生故障时，皮带秤、调节器仍能正常工作。由于采用低电平数字信号且相位连续平均值为零，抗干扰能力强。接线简单、维护方便，数据传输准确。单机间检测控制设备之间故障不蔓延，上下位机之间故障不扩散，故障对整个系统的影响减至最小，大大提高系统的可靠性。手、自动转换方式灵活多样。既可在上位机，也可在基本调节器，还可在变频器及操作箱上转换，解决了故障时应急慢的问题。

(2）上位机数据处理能力强，监控程序功能更丰富

由于以通讯方式采集数据，同时单机的部分统计数据由下位机完成，使得上位机主要进行系统数据的处理，可腾出更多的时间和内存处理功能更丰富的应用程序。

(3）投资省

上位机不用模拟量输入输出模块及相应盘柜，也免去了热备上位机。同时，增加单机时无须再添公共部分硬件，节省系统扩充费。另外，节省信号电缆及安装调试费。还对使用和维护人员素质要求低，节省培训费。能否实现高精度自动调节，正确选择调节器是关键。

3. 配置

本设计选用虹润公司NHR-7320系列具备现场通讯功能、人工智能调节算式的PID调节器。与一般调节器相比，它能在降低超调的同时又提高响应速度。在误差大时，运用模糊算法进行调节，以彻底消除PID饱和积分现象；当误差趋小时，采用改进后的PID算法进行调节。具备自动学习系统特性及给定值和测量值的改变分别处理的功能。具有多种设定方式，既可直接在其面板按键上手动数字设定，还可在其外给定端子上模拟量设定。为防止异常超调，还具有控制量上、下限预设定功能 。同时调试简单，对正常生产影响小。结构型式为热拔插式，更换方便快捷。

4、产品应用图片

五、结束语

经两年来的运行实践表明，系统工作稳定可靠，减轻了操作及维修人员的劳动强度。由于自动检测调节，大大减少了人工跑盘称料，可以腾出更多的时间巡检，及时发现处理隐患，进而减少了突发性事故及其处理工作量。同时，报警准确及时，也减少了干扰和处理故障的工作量。特别是变料及手、自动转换一次到位，既增强了控制实时性，提高了控制精确度，又减轻了反复称料的劳动强度。人机界面直观，功能操作简单，还设有帮助菜单，方便易学。监控程序人机对话能力强，方便工艺管理，提高了操作人员的责任心，减少了异常波动，促进了生产指标的提升。