CN111470770B - 一种单底漏板温度处理方法、控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单底漏板温度处理方法、控制方法及控制系统，所述单底漏板温度处理方法包括：在第t个预设周期内，实时获取拉丝机的当前拉丝状态B，以及按给定规则获取漏板的检测温度TV_t，其中，t为大于或等于1的整数；对所述检测温度TV_t进行第一滤波处理和第二滤波处理分别得到第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂，并确定所述第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂的差值Z；根据Z的数值结合所述拉丝机的当前拉丝状态B，确定所述漏板的计算温度。本发明与拉丝机的当前拉丝状态相结合进行反馈和处理，可以及时根据拉丝机的运行状态调整漏板温度，实现拉丝机断丝时对漏板温度调整的快速响应，提高拉丝作业的稳定性和产品质量。

Description

一种单底漏板温度处理方法、控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及玻璃纤维生产技术领域，尤其涉及一种单底漏板温度处理方法、控制方法及控制系统。

背景技术

漏板是玻璃纤维生产中必不可少且非常重要的一个关键设备结构，也是产品生产和质量控制的一个关键节点。目前对于漏板的温度控制，都是在漏板的底部居中位置安装一个热电偶，通过现场温变进入集散控制系统(DCS)，经过DCS内部构建PID串级控制回路控制调功器输出开度，然后通过影响漏板变压器的输出去调整漏板的电功率，进而控制温度。

现在行业内推行单底漏板，其特点是减少了漏板底部的冷却结构，虽然节能，但是导致上层玻璃液温度波动加大。在常规控制方式下，温度监测点波动很大，基本达到3～5℃，而且变化很快，若采用常规控制方法对此温度波动进行调整，反而会造成整块漏板的作业温度来回波动，导致拉丝产品的号数控制变差。目前唯一的方式是利用DCS自带的一阶滞后滤波，但若滤波时间设置过小，难以使温度波动满足生产要求；而若滤波时间设置过大，在漏板拉丝断丝时的温度反馈上会有明显的延时(漏板的实际温度变化速度很快)，从而引起漏板温度出现大的跳动，导致拉丝纱团的品质差，漏板作业不稳定，产量减少。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的单底漏板温度处理方法、控制方法及控制系统。具体地，本发明提供能够稳定漏板输出、且保证漏板拉丝温度快速响应的单底漏板温度处理方法、控制方法及控制系统。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种单底漏板温度处理方法，所述单底漏板温度处理方法包括：

在第t个预设周期内，实时获取拉丝机的当前拉丝状态B，以及按给定规则获取漏板的检测温度TV_t，其中，t为大于或等于1的整数；

对所述检测温度TV_t进行第一滤波处理和第二滤波处理分别得到第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂，并确定所述第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂的差值Z；

根据Z的数值结合所述拉丝机的当前拉丝状态B，确定所述漏板的计算温度。

其中，所述漏板的计算温度包括拉丝温度TV_W和断丝温度TV_B；所述确定所述漏板的计算温度包括：

当所述拉丝机的当前拉丝状态B＝1时，判断为正常拉丝状态，确定拉丝温度TV_W：若Z大于T₁，则TV_W＝Y₁+SGN(Z)×T₁；若Z小于或等于T₁，则TV_W＝Y₂；

当所述拉丝机的当前拉丝状态B＝0时，判断为断丝状态，确定断丝温度TV_B：若Z大于T₂，则TV_B＝Y₁+SGN(Z)×T₂；若Z小于或等于T₂，则TV_B＝Y₂；

其中，SGN(Z)为取Z的正负号函数。

其中，所述第一滤波温度Y₁和所述第二滤波温度Y₂分别按下述公式计算：

其中，TV_t-1为上一周期的检测温度，FT₁为所述第一滤波处理的第一滤波时长，FT₂为所述第二滤波处理的第二滤波时长，Δt为所述预设周期时长。

其中，所述第一滤波时长FT₁为20s，所述第二滤波时长FT₂为2s。

其中，T₁为0.5℃，T₂为3℃。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种单底漏板温度控制方法，所述单底漏板温度控制方法包括如上所述的单底漏板温度处理方法。

其中，DCS控制器执行所述单底漏板温度处理方法，获得所述漏板的计算温度；然后将所述漏板的计算温度发送至PID控制器，由所述PID控制器根据所述计算温度和预设温度确定调功器开度变化值并按照所述调功器开度变化值调节所述调功器的开度。

其中，所述PID控制器包括温度PID控制模块和电压PID控制模块，所述PID控制器根据所述计算温度和预设温度确定调功器开度变化值包括：

所述温度PID控制模块根据所述计算温度和所述预设温度确定二次电压百分比并输送至所述电压PID控制模块，由所述电压PID控制模块确定所述调功器开度变化值。

另外，本发明还提供了一种用于实现如上所述的单底漏板温度控制方法的控制系统，所述控制系统包括DCS控制器、温度变送器、PID控制器和调功器，其中，所述DCS控制器包括与所述温度变送器的输出端串联、且相互并联的第一滤波器和第二滤波器，以及与所述第一滤波器、所述第二滤波器的输出端相连的信号处理模块，所述温度变送器的输入端与所述漏板的温度检测点电连接，所述信号处理模块的输出端与所述PID控制器的输入端连接，所述PID控制器的输出端与所述调功器的输入端连接，所述调功器的输出端与所述漏板电极连接。

其中，所述PID控制器包括串联设置的温度PID控制模块和电压PID控制模块，所述信号处理模块的输出端与所述温度PID控制模块的输入端连接，所述电压PID控制模块的输出端与所述调功器连接。

本发明的单底漏板温度处理方法结合漏板的检测温度与拉丝机的当前拉丝状态计算漏板的温度，将计算结果作为漏板温度控制的基础数据，本发明与拉丝机的当前拉丝状态相结合进行反馈和处理，可以及时根据拉丝机的运行状态调整漏板温度，实现拉丝机断丝时对漏板温度调整的快速响应，提高拉丝作业的稳定性和产品质量。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的单底漏板温度处理方法的流程图；

图2示例性地示出了本发明的单底漏板温度控制方法的流程图；

图3示例性地示出了本发明的控制系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

与漏板温度检测为单点检测，不能据此对整块漏板的温度直接进行精确判断，本发明通过对漏板检测温度值进行处理获取漏板的计算温度，此计算温度结合实时获取到的拉丝机的当前拉丝状态进行判断获得的，精确为拉丝温度或断丝温度，据此可作为整块漏板的平均温度值；然后据此计算温度、结合实时获取到的拉丝机的当前拉丝状态为断丝或拉丝来对漏板的温度进行适应性调整。本发明的技术方案能够对拉丝机在发生断丝时快速响应，对漏板的温度进行及时调整，以提高拉丝作业的稳定性和产品质量，保证生产效率和产量。

下面结合附图，对根据本发明所提供的单底漏板温度处理方法、控制方法及控制系统进行详细描述。

图1示出了本发明的单底漏板温度处理方法的一种流程图，参照图1所示，该单底漏板温度处理方法包括以下步骤：

步骤A1：在第t个预设周期内，实时获取拉丝机的当前拉丝状态B，以及按给定规则获取漏板的检测温度TV_t，其中，t为大于或等于1的整数；

步骤A2：对检测温度TV_t进行第一滤波处理和第二滤波处理分别得到第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂，并确定第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂的差值Z，Z＝Y₂-Y₁；

步骤A3：根据Z的数值结合拉丝机的当前拉丝状态B，确定漏板的计算温度。

在步骤A1中，获取漏板的检测温度TV_t的给定规则，可以是在预设周期内的任一时刻获取，例如，可以是该周期的起始时刻或中间的某一时刻。

在步骤A2中，对检测温度TV_t进行第一滤波处理是为了获得较平稳的温度值，即第一滤波温度Y₁；第二滤波处理则只需滤除检测温度信号中的尖锐部分，得到的第二滤波温度Y₂为接近于漏板实时温度的温度值。

其中，第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂分别按下述公式计算：

式中，TV_t-1为上一周期的检测温度，FT₁为第一滤波处理的第一滤波时长，FT₂为第二滤波处理的第二滤波时长，Δt为预设周期时长，e为自然常数。

示例性地，第一滤波时长FT₁可以选择设置为20s，第二滤波时长FT₂可以选择设置为2s，预设周期时长Δt可以根据实际生产需求设置为2s或5s或10s或20s或30s等。

由于拉丝机在拉丝生产过程中有正常拉丝状态和断丝状态两种工作状态，为精确反馈和控制漏板的温度，在本方案中，漏板的计算温度针对拉丝机生产状态而包括拉丝温度TV_W和断丝温度TV_B。相应的，根据拉丝机的当前拉丝状态B，确定的当前周期内的漏板的计算温度是拉丝温度TV_W或断丝温度TV_B，具体确定过程包括：

当拉丝机的当前拉丝状态B＝1时，判断为正常拉丝状态，确定漏板的计算温度为拉丝温度TV_W，然后进一步判断：若Z大于T₁，则TV_W＝Y₁+SGN(Z)×T₁；若Z小于或等于T₁，则TV_W＝Y₂；

当拉丝机的当前拉丝状态B＝0时，判断为断丝状态，确定漏板的计算温度为断丝温度TV_B，然后进一步判断：若Z大于T₂，则TV_B＝Y₁+SGN(Z)×T₂；若Z小于或等于T₂，则TV_B＝Y₂；

其中，SGN(Z)为取Z的正负号函数。

在一个具体的实施例中，例如，工艺要求在一个预设周期内，拉丝机正常拉丝作业状态下的Z值不大于0.5℃的波动范围内时，漏板的生产控制相对稳定，则可以设置T₁为0.5℃；工艺要求拉丝机在发生断丝时Z值不大于3℃的波动范围内时，执行上述预设周期的速度能够满足断丝时对漏板的调控要求，则可以设置T₂为3℃。

相适应于上述单底漏板温度处理方法，本发明还提供了一种单底漏板温度控制方法，该单底漏板温度控制方法包括如以上内容所述的单底漏板温度处理方法。

图2示出了该单底漏板温度控制方法的一种实时流程图，参照图2所示，该单底漏板温度控制方法包括如下步骤：

步骤B1：DCS控制器执行上述单底漏板温度处理方法，获得漏板的计算温度；

步骤B2：DCS控制器将漏板的计算温度发送至PID控制器，由PID控制器综合此周期内的漏板的该计算温度和根据生产工艺在程序中植入的预设温度确定调功器开度变化值、并按照调功器开度变化值调节调功器的开度，进而实现对漏板温度的调节。

在一个示例性实施例中，PID控制器包括温度PID控制模块和电压PID控制模块。其中，PID控制器根据计算温度和预设温度确定调功器开度变化值具体包括：温度PID控制模块根据DCS控制器发送的漏板的计算温度和程序中植入的预设温度确定二次电压百分比，并将此二次电压百分比输送至电压PID控制模块，由电压PID控制模块确定调功器开度变化值。然后电压PID控制器按照此调功器开度变化值调节调功器的开度，即调节调功器的输出电压，从而调节漏板电极的输入电压，引起漏板功率变化，进而实现漏板的温度调节。

另外，本发明还提供了一种用于实现如以上内容所述的单底漏板温度控制方法的控制系统，图3示出了该控制系统的一种结构框图，参照图3所示，该控制系统包括DCS控制器1、温度变送器2、PID控制器3和调功器4。其中，DCS控制器1包括与温度变送器2的输出端串联、且相互并联的第一滤波器11和第二滤波器12，以及与第一滤波器11、第二滤波器12的输出端相连的信号处理模块13。温度变送器2的输入端与漏板的温度检测点51电连接，用以将检测到的漏板温度信号变为标准电信号TV_t，然后输送至DCS控制器1中进行处理，包括由第一滤波器11进行第一滤波处理得到第一滤波温度Y₁、由第二滤波器12进行第二滤波处理得到第二滤波温度Y₂；信号处理模块13的输出端与PID控制器3的输入端连接，信号处理模块13对第二滤波温度Y₂和第一滤波温度Y₁做差处理，得到差值Z＝Y₂-Y₁，并结合DCS控制器由拉丝机处获得的拉丝机的当前拉丝状态B进行判断和计算，得出漏板的计算温度(拉丝温度TV_W或断丝温度TV_B)，然后将此计算温度输送至PID控制器3中，由PID控制器3对此计算温度结合预设温度进行数据处理得出调功器开度变化值；PID控制器3的输出端与调功器4的输入端连接，调功器4的输出端与漏板电极50连接，PID控制器3根据调功器开度变化值调节调功器4的开度，即调节调功器4输出至漏板电极50的电压，使得漏板功率发生变化，从而调整漏板的温度。

其中，DCS控制器1还包括交互模块14，用以预输入上述控制方法的执行程序和程序运行周期时长、运行时间间隔、初始温度值、正常拉丝及断丝时的允许温度波动阈值等各预设参数，在系统运行之初，及拉丝机运行之初，由交互模块14向PID控制器3输出漏板的初始温度值，由PID控制器3控制调功器4向漏板电极50输送相应的电压以令漏板进入工作状态。

在本实施例中，PID控制器3包括串联设置的温度PID控制模块31和电压PID控制模块32，其中，信号处理模块13的输出端与温度PID控制模块31的输入端连接，电压PID控制模块32的输出端与调功器4连接。信号处理模块13经过对第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂进行处理后得出的计算温度(TV_W或TV_B)为温度值，温度PID控制模块31接收此温度值后进行处理获得二次电压百分比，将此二次电压百分比输送至电压PID控制模块32；电压PID控制模块32接收到此二次电压百分比后与上次输出的电压百分比比较，并确定调功器开度变化值，据此控制调功器4的开度(开通角度)变化，改变调功器4的输出电压，即改变施加到漏板电极50上的电压，进而改变漏板功率，实现漏板温度的调整。

进一步的，如图3所示，在本实施例的方案中还可以设置电压变送器6，用以获取调功器4的输出电压并反馈至电压PID控制模块32进行验证和校正，以确保对漏板温度调整的精确度。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种单底漏板温度处理方法，其特征在于，所述单底漏板温度处理方法包括：

在第t个预设周期内，实时获取拉丝机的当前拉丝状态B，以及按给定规则获取漏板的检测温度TV_t，其中，t为大于或等于1的整数；

对所述检测温度TV_t进行第一滤波处理和第二滤波处理分别得到第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂，并确定所述第一滤波温度Y₁和第二滤波温度Y₂的差值Z；

根据Z的数值结合所述拉丝机的当前拉丝状态B，确定所述漏板的计算温度；

所述漏板的计算温度包括拉丝温度TV_W和断丝温度TV_B；

所述确定所述漏板的计算温度包括：

当所述拉丝机的当前拉丝状态B＝1时，判断为正常拉丝状态，确定拉丝温度TV_W：若Z大于T₁，则TV_W＝Y₁+SGN(Z)×T₁；若Z小于或等于T₁，则TV_W＝Y₂；

当所述拉丝机的当前拉丝状态B＝0时，判断为断丝状态，确定断丝温度TV_B：若Z大于T₂，则TV_B＝Y₁+SGN(Z)×T₂；若Z小于或等于T₂，则TV_B＝Y₂；

其中，SGN(Z)为取Z的正负号函数。

2.如权利要求1所述的单底漏板温度处理方法，其特征在于，所述第一滤波温度Y₁和所述第二滤波温度Y₂分别按下述公式计算：

其中，TV_t-1为上一周期的检测温度，FT₁为所述第一滤波处理的第一滤波时长，FT₂为所述第二滤波处理的第二滤波时长，Δt为所述预设周期时长。

3.如权利要求2所述的单底漏板温度处理方法，其特征在于，所述第一滤波时长FT₁为20s，所述第二滤波时长FT₂为2s。

4.如权利要求1所述的单底漏板温度处理方法，其特征在于，T₁为0.5℃，T₂为3℃。

5.一种单底漏板温度控制方法，其特征在于，所述单底漏板温度控制方法包括如权利要求1-4中任一项所述的单底漏板温度处理方法。

6.如权利要求5所述的单底漏板温度控制方法，其特征在于，

DCS控制器执行所述单底漏板温度处理方法，获得所述漏板的计算温度；

将所述漏板的计算温度发送至PID控制器，由所述PID控制器根据所述计算温度和预设温度确定调功器开度变化值并按照所述调功器开度变化值调节所述调功器的开度。

7.如权利要求6所述的单底漏板温度控制方法，其特征在于，所述PID控制器包括温度PID控制模块和电压PID控制模块，所述PID控制器根据所述计算温度和预设温度确定调功器开度变化值包括：

所述温度PID控制模块根据所述计算温度和所述预设温度确定二次电压百分比并输送至所述电压PID控制模块，由所述电压PID控制模块确定所述调功器开度变化值。

8.一种用于实现如权利要求5-7中任一项所述的单底漏板温度控制方法的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括DCS控制器(1)、温度变送器(2)、PID控制器(3)和调功器(4)，其中，所述DCS控制器(1)包括与所述温度变送器(2)的输出端串联、且相互并联的第一滤波器(11)和第二滤波器(12)，以及与所述第一滤波器(11)、所述第二滤波器(12)的输出端相连的信号处理模块(13)，所述温度变送器(2)的输入端与所述漏板的温度检测点(51)电连接，所述信号处理模块(13)的输出端与所述PID控制器(3)的输入端连接，所述PID控制器(3)的输出端与所述调功器(4)的输入端连接，所述调功器(4)的输出端与所述漏板电极(50)连接。

9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述PID控制器(3)包括串联设置的温度PID控制模块(31)和电压PID控制模块(32)，所述信号处理模块(13)的输出端与所述温度PID控制模块(31)的输入端连接，所述电压PID控制模块(32)的输出端与所述调功器(4)连接。

Images