一體化調(diào)壓模塊及在溫度控制中的應(yīng)用
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3．1．2 烘箱溫度控制系統(tǒng)工作原理
1)合上電源總開關(guān)QF(如圖2所示)，箱式電阻爐AI溫度控制系統(tǒng)帶電。根據(jù)工件熱處理工藝要求，通過AI調(diào)節(jié)器面板上操作鍵設(shè)定溫度值，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和要求設(shè)定AI調(diào)節(jié)器的參數(shù)。按下A／M鍵使系統(tǒng)在自動狀態(tài)下工作，儀表顯示屏將顯示自動狀態(tài)符及電阻爐中溫度的測量值。2)系統(tǒng)起始工作，電阻爐中的溫度低，熱電偶溫度傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號也很小。此信號傳給AI調(diào)節(jié)器后，在其內(nèi)部與給定值進(jìn)行比較。在偏差值較大時(shí)，AI調(diào)節(jié)器運(yùn)用模糊算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸出一較大的控制信號給調(diào)功器(調(diào)壓模塊)。調(diào)功率器輸出較高電壓，從而使電熱絲電功率變大，發(fā)出較大的熱能，電阻爐的溫度開始快速上升。3)隨著爐溫的上升，熱電偶變換過來的電壓信號增大，使其與調(diào)節(jié)器內(nèi)的設(shè)定值比較。偏差值較小時(shí)，調(diào)節(jié)器采用PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動學(xué)習(xí)和記憶被控電阻爐的部分特征，使效果優(yōu)化。隨著偏差值的減小，AI調(diào)節(jié)器控制調(diào)功器輸出給電熱絲的電功率減小，溫度上升的速度逐漸變慢。當(dāng)電阻爐中的溫度等于設(shè)定的溫度時(shí)，溫度變送器輸給AI調(diào)節(jié)器的電信號等于其內(nèi)部的給定，其偏差信號為零，AI調(diào)節(jié)器輸給調(diào)功器的控制信號保持不變。此時(shí)，電阻爐內(nèi)電熱絲輸出的熱能等于其散發(fā)的熱能，暫時(shí)達(dá)到了一熱平衡，溫度保持恒定。4)如果由于各種干擾(如電網(wǎng)電壓波動)導(dǎo)致熱平衡被迫壞，溫度發(fā)生變化(不等于設(shè)定溫度)，必然出現(xiàn)偏差。那么調(diào)節(jié)器將改變輸出信號，控制調(diào)功器輸出的電功率，直到溫度等于設(shè)定的溫度值為止。5)如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致調(diào)功器失控，溫度超過了最高限位值，則AI調(diào)節(jié)器中的AL1端輸出信號，使報(bào)警器工作，提醒工作人員進(jìn)行人工干預(yù)處理。
3．2 烘箱溫度AI控制系統(tǒng)參數(shù)整定及程序設(shè)計(jì)
3．2．1 溫度控制系統(tǒng)AI調(diào)節(jié)器參數(shù)整定
AI調(diào)節(jié)器采用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。這種人工智能算法一方面對PID算法加一改進(jìn)，如在PID調(diào)節(jié)器中加入新的微分積分作用；另一方面又采用模糊調(diào)節(jié)規(guī)則，在誤差大時(shí)運(yùn)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)誤差小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)。人工智能算法采用M5、P、t、Ctl等4個參數(shù)，而不再使用傳統(tǒng)的PID參數(shù)，一組(MPT)參數(shù)即可同時(shí)確定PID參數(shù)和模糊控制參量。
系統(tǒng)第一次運(yùn)行，啟動自整定功能，便能較快的獲得最佳MPT參數(shù)。自整定時(shí)，儀表執(zhí)行位式調(diào)節(jié)，經(jīng)過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、幅值及波形來計(jì)算出M5、P、t等控制參數(shù)。由于被控對象是保溫性能較好的烘箱，在整定時(shí)，AI調(diào)節(jié)器的給定值應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)使用的最大值上。AI調(diào)節(jié)器的參數(shù)Ctl及DF(回差)的設(shè)置對自整定過程也有影響，一般選擇Ctl=0．2，DF=0．3。
3．2．2 溫度控制系統(tǒng)AI調(diào)節(jié)器程序段編程設(shè)置
電動機(jī)繞組烘箱溫度控制分兩個階段進(jìn)行，烘箱溫度控制曲線如圖3所示。故AI調(diào)節(jié)器需按一定的時(shí)間規(guī)律自動改變給定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。 AI調(diào)節(jié)器具有強(qiáng)大的編程及操作能力，具備30段程序編排功能，可設(shè)置任意大小的給定升、降斛率；具有跳轉(zhuǎn)、運(yùn)行、暫停及停止等可編程命令。程序編排統(tǒng)一采用溫度一時(shí)間一溫度格式，從當(dāng)前段設(shè)置溫度，經(jīng)過該段設(shè)置的時(shí)間到達(dá)下一溫度設(shè)置值，溫度設(shè)置值的單位采用 ℃，而時(shí)間值的單位用分鐘。這種方法的特點(diǎn)是升溫、降溫韻斜率設(shè)置范圍非常寬；升溫及恒溫段具有統(tǒng)一的設(shè)置格式，方便學(xué)習(xí)和應(yīng)用。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/162217.htm
根據(jù)電機(jī)繞組浸透絕緣漆后烘干溫度變化曲線，對溫度控制系統(tǒng)中的AI調(diào)節(jié)器控制程序編排如下：
第1段C01=20 t01=20；
(20℃起開始升溫，升溫時(shí)間為20分鐘)
第2段C02=80 t02=240；
(升溫到80℃，恒溫時(shí)間為240分鐘)
第3段C03=80 t03=20；
(再從80℃升溫，升溫時(shí)間為20分鐘)
第4段C04=130 t04=480；
(升溫到130℃，恒溫時(shí)間為480分鐘)
第5段 C05=130 t05=120；
(從130℃開始降溫，降溫時(shí)間為240分鐘)
第6段C06=40 t06=0；
(降溫到40℃進(jìn)入暫停狀態(tài))
4 結(jié)束語
三相交流一體化移相調(diào)壓模塊是一使用簡單、可靠性高的新型智能模塊，它可直接帶動變壓器等感性負(fù)載或電加熱等阻性負(fù)載工作。采用它實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)的溫度控制系統(tǒng)，可有效地實(shí)現(xiàn)浸漆后電機(jī)繞組的烘干處理。系統(tǒng)外部接線簡單、運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)和維修方便。調(diào)壓模塊應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意模塊內(nèi)可控硅在較小導(dǎo)通角下長時(shí)間輸出較大電流(即主電路輸入電壓很高，輸出電壓很低)，這可能導(dǎo)致模塊嚴(yán)重發(fā)熱。故應(yīng)考慮負(fù)載與模塊匹配，使模塊在較大的導(dǎo)通角下工作。
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