CN114123937B - 一种实现手动与自动pid调节的平滑转换方法 - Google Patents

一种实现手动与自动pid调节的平滑转换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，包括如下步骤：通过在继电器与变频器之间增加信号隔离器，使变频器与配料秤仪表或PLC模块通道之间得到保护屏障，防止变频器的高压电流外窜，烧毁配料秤仪表或PLC模块通道，通过电脑操作画面输入当前流量对应的电流值或频率，再双击手动控制按钮和双击自动控制按钮，系统则可进行由配料秤仪表PID自动调节的控制方式运行和以PLC输出的固定电流值的方式运行的来回切换，从而便于在烧结配料时对两种调节方式的自由切换，既保留了配料秤仪表PID自动调节的优点，同时还确保在发生故障时，减小对生产的影响，确保配比不失真。

Description

一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法
技术领域
本发明属于烧结生产技术领域，具体涉及一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法。
背景技术
烧结配料环节是烧结生产非常重要的环节，直接影响产品质量中的碱度、强度、粒级等质量指标，也影响到生产成本。烧结配料环节，大多数企业的生产工艺是采用由配料皮带秤的仪表进行PID调节，以达到设定量，如图4所示为仪表进行PID控制的系统框图，其优点有：配料秤仪表PID调节功能数学模型较好，算法专业，配料精度准确，其缺点有：
1、因需要与其它高压电器设备连接，若其它高压电器设备电流外窜，容易造成仪表的PID控制模块或整机烧毁。
2、发生下料口堵料等故障，由于采用PID自动控制，给料电机转速加快，等故障处理完毕时，给料电机可能以工频的频率转动，下料量远远大于设定量，使原料配比失真，影响产品质量。
3、若配料秤称重部分发生故障，处理故障时间会比较长，在此期间就不能进行生产。
4、更换配料秤仪表的费用比较高。
为避免因配料秤仪表的PID控制板或整机烧毁，而不能生产的事件发生，在二期烧结、三期烧结立项时，公司明确了配料PID控制方式的要求，配料工艺不采用由仪表进行PID控制，而是选用由PLC进行PID自动控制，如图5所示为PLC进行PID自动控制的系统框图，其优点：
1、仪表不再直接与变频器相连接，与高压电器设备断开，减少了大电流窜进仪表的机会，基本可避免仪表整机烧毁的事件。
2、若配料秤称重部分发生故障，在故障处理完毕前或雨季下料不均匀等，PLC程序均可以固定频率输出的方式，继续保持生产，在短时间内，基本不影响生产与产品质量。
3、PLC功能灵活性比较好，可预留的通道多，既便模块通道有故障，更换一个通道就行，处理故障时间短，费用也比更换仪表经济。
其缺点：PLC的PID调节精度没有仪表好。在正常工况下，产品质量没有选用由仪表进行PID调节的优异。
根据上述两种PID调节方式各自的优缺点，为了尽量把两种方式的优点都发挥出来，尽量用好配料秤仪表精良的PID调节功能，同时确保在发生故障时，减小对生产的影响，确保配比不失真，急缺少一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，通过在继电器与变频器之间增加信号隔离器，使变频器与配料秤仪表或PLC模块通道之间得到保护屏障，防止变频器的高压电流外窜，烧毁配料秤仪表或PLC模块通道，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，包括如下步骤：
S1、通过在继电器与变频器之间增加信号隔离器，得到变频器与配料秤仪表或PLC模块通道之间的保护屏障；
S2、正常生产时，PLC依据设定量换算出4-20mA模拟电流给配料秤仪表，配料秤仪表依据设定量进行PID自动调节；
S3、发生故障时，通过电脑操作画面输入当前流量对应的电流值或频率，并在电脑操作画面双击手动控制按钮，系统切换成由PLC输出的固定电流值运行；
S4、故障处理完毕时，通过电脑操作画面双击自动控制按钮，系统恢复成以配料秤仪表PID调节的控制方式运行。
优选的，步骤1中所述继电器与信号隔离器电性连接，所述信号隔离器与变频器电性连接，所述变频器与PLC电性连接，所述变频器的一端电性连接有给料电机，所述继电器的常开端子与PLC连接，所述继电器的常闭端子与配料秤仪表连接，所述配料秤仪表的一端与PLC电性连接，所述PLC分别与继电器和电脑操作画面电性连接。
优选的，步骤2中所述模拟电流在换算时，由PLC根据工艺需求的设定量，经过自身程序换算输出4-20mA的模拟电流给配料秤仪表，配料秤仪表依据设定量，输出4-20mA控制电流经过继电器的常闭端给变频器，从而进行PID自动调节。
优选的，在配料秤仪表PID自动调节时，变频器依据给定的实时电流，输出对应的频率给给料电机，给料电机以相应的转速转动，进行烧结配料。
优选的，步骤3中所述发生故障是指发生堵料或下料不稳定或配料秤称重部分发生的故障，但配料秤的主体机械部分尚能正常运送物料。
优选的，所述操作画面是指是电脑操作站的操作界面，在输入当前流量对应的电流值或频率时依据经验值或参考故障发生前配料秤仪表输出的控制电流值。
优选的，在输入当前流量对应的电流值或频率后，PLC输出固定电流值到继电器的常开端，在双击手动控制按钮后，PLC输出开关量信号给继电器，继电器线圈得电，常开端闭合，PLC输出的固定电流与变频器导通，与此同时常闭端断开，仪表输出的4-20mA控制电流与变频器断开，系统则切换成由PLC输出的固定电流值运行。
优选的，步骤4中双击自动控制按钮后，PLC停止输出对应的开关量信号，继电器线圈失电，常闭端恢复初始状态，配料秤仪表输出的4-20mA控制电流与变频器导通，与此同时继电器的常开端也恢复初始状态，PLC输出的固定电流与变频器断开，系统恢复成以仪表PID调节的控制方式运行。
优选的，所述继电器常闭端的初始状态为闭合，继电器常开端的初始状态为断开。
本发明提出的一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明主要是通过在继电器与变频器之间增加信号隔离器，使变频器与配料秤仪表或PLC模块通道之间得到保护屏障，防止变频器的高压电流外窜，烧毁配料秤仪表或PLC模块通道，通过电脑操作画面输入当前流量对应的电流值或频率，再双击手动控制按钮和双击自动控制按钮，系统则可进行由配料秤仪表PID自动调节的控制方式运行和以PLC输出的固定电流值的方式运行的来回切换，从而便于在烧结配料时对两种调节方式的自由切换，既保留了配料秤仪表PID自动调节的优点，同时还确保在发生故障时，减小对生产的影响，确保配比不失真。
附图说明
图1为本发明的流程框图；
图2为本发明进行PID控制的系统框图；
图3为本发明继电器引脚接线图；
图4为配料秤仪表进行PID控制的系统框图；
图5为PLC进行PID控制的系统框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
本发明提供了如图1-3所示的一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，包括如下步骤：
S1、通过在继电器与变频器之间增加信号隔离器，得到变频器与配料秤仪表或PLC模块通道之间的保护屏障；
其中，继电器与信号隔离器电性连接，信号隔离器与变频器电性连接，变频器与PLC电性连接，变频器的一端电性连接有给料电机，继电器的常开端子与PLC连接，继电器的常闭端子与配料秤仪表连接，配料秤仪表的一端与PLC电性连接，PLC分别与继电器和电脑操作画面电性连接，通过在继电器与变频器之间加信号隔离器，防止变频器的高压电流外窜，烧毁配料秤的仪表或PLC模块通道。
S2、正常生产时，PLC依据设定量换算出4-20mA模拟电流给配料秤仪表，配料秤仪表依据设定量进行PID自动调节；
其中，模拟电流在换算时，由PLC根据工艺需求的设定量，经过自身程序换算输出4-20mA的模拟电流给配料秤仪表，配料秤仪表依据设定量，输出4-20mA控制电流经过继电器的常闭端给变频器，从而进行PID自动调节，在配料秤仪表PID自动调节时，变频器依据给定的实时电流，输出对应的频率给给料电机，给料电机以相应的转速转动，进行烧结配料。
S3、发生故障时，通过电脑操作画面输入当前流量对应的电流值或频率，并在电脑操作画面双击手动控制按钮，系统切换成由PLC输出的固定电流值运行；
其中，发生故障是指发生堵料或下料不稳定或配料秤称重部分发生的故障，但配料秤的主体机械部分尚能正常运送物料，操作画面是指是电脑操作站的操作界面，在输入当前流量对应的电流值或频率时依据经验值或参考故障发生前配料秤仪表输出的控制电流值；
在输入当前流量对应的电流值或频率后，PLC输出固定电流值到继电器的常开端，在双击手动控制按钮后，PLC输出开关量信号给继电器，继电器线圈得电，常开端闭合，PLC输出的固定电流与变频器导通，与此同时常闭端断开，仪表输出的4-20mA控制电流与变频器断开，系统则切换成由PLC输出的固定电流值运行。
S4、故障处理完毕时，通过电脑操作画面双击自动控制按钮，系统恢复成以配料秤仪表PID调节的控制方式运行；
其中，双击自动控制按钮后，PLC停止输出对应的开关量信号，继电器线圈失电，常闭端恢复初始状态，配料秤仪表输出的4-20mA控制电流与变频器导通，与此同时继电器的常开端也恢复初始状态，PLC输出的固定电流与变频器断开，系统恢复成以仪表PID调节的控制方式运行，继电器常闭端的初始状态为闭合，继电器常开端的初始状态为断开。
使用时，通过在继电器与变频器之间增加信号隔离器，使变频器与配料秤仪表或PLC模块通道之间得到保护屏障，防止变频器的高压电流外窜，烧毁配料秤仪表或PLC模块通道，在故障发生时通过电脑操作画面输入当前流量对应的电流值或频率，再双击手动控制按钮，系统则切换成由PLC输出的固定电流值运行，故障处理完毕后，再双击自动控制按钮系统即可恢复成以配料秤仪表PID调节的控制方式运行，从而便于在烧结配料时对配料秤仪表PID调节和PLC控制的调节方式的自由切换，保留了配料秤仪表PID自动调节的优点，同时还可确保在发生故障时，减小对生产的影响，确保配比不失真。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、通过在继电器与变频器之间增加信号隔离器，得到变频器与配料秤仪表或PLC模块通道之间的保护屏障；
S2、正常生产时，PLC依据设定量换算出4-20mA模拟电流给配料秤仪表，配料秤仪表依据设定量进行PID自动调节；
S3、发生故障时，通过电脑操作画面输入当前流量对应的电流值或频率，并在电脑操作画面双击手动控制按钮，系统切换成由PLC输出的固定电流值运行；
S4、故障处理完毕时，通过电脑操作画面双击自动控制按钮，系统恢复成以配料秤仪表PID调节的控制方式运行；
步骤2中所述模拟电流在换算时，由PLC根据工艺需求的设定量，经过自身程序换算输出4-20mA的模拟电流给配料秤仪表，配料秤仪表依据设定量，输出4-20mA控制电流经过继电器的常闭端给变频器，从而进行PID自动调节；
在配料秤仪表PID自动调节时，变频器依据给定的实时电流，输出对应的频率给给料电机，给料电机以相应的转速转动，进行烧结配料；
所述操作画面是指是电脑操作站的操作界面，在输入当前流量对应的电流值或频率时依据经验值或参考故障发生前配料秤仪表输出的控制电流值；
在输入当前流量对应的电流值或频率后，PLC输出固定电流值到继电器的常开端，在双击手动控制按钮后，PLC输出开关量信号给继电器，继电器线圈得电，常开端闭合，PLC输出的固定电流与变频器导通，与此同时常闭端断开，仪表输出的4-20mA控制电流与变频器断开，系统则切换成由PLC输出的固定电流值运行；
步骤4中双击自动控制按钮后，PLC停止输出对应的开关量信号，继电器线圈失电，常闭端恢复初始状态，配料秤仪表输出的4-20mA控制电流与变频器导通，与此同时继电器的常开端也恢复初始状态，PLC输出的固定电流与变频器断开，系统恢复成以仪表PID调节的控制方式运行。
2.根据权利要求1所述的一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，其特征在于：步骤1中所述继电器与信号隔离器电性连接，所述信号隔离器与变频器电性连接，所述变频器与PLC电性连接，所述变频器的一端电性连接有给料电机，所述继电器的常开端子与PLC连接，所述继电器的常闭端子与配料秤仪表连接，所述配料秤仪表的一端与PLC电性连接，所述PLC分别与继电器和电脑操作画面电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，其特征在于：步骤3中所述发生故障是指发生堵料或下料不稳定或配料秤称重部分发生的故障，但配料秤的主体机械部分尚能正常运送物料。
4.根据权利要求3所述的一种实现手动与自动PID调节的平滑转换方法，其特征在于：所述继电器常闭端的初始状态为闭合，继电器常开端的初始状态为断开。
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