CN214782925U - 一种涂布机干燥箱温控装置 - Google Patents

Abstract

一种涂布机干燥箱温控装置，属于温度控制技术领域。本实用新型包括PLC控制单元、执行单元、检测单元和上位机监控单元，PLC控制单元包括电源模块，及与电源模块电性连接的中央处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、专家PID控制器，执行单元包括移相脉冲单元、晶闸管调压单元和电加热单元，检测单元分别与模拟量输入模块和涂布机干燥箱相连。本实用新型改变了传统涂布机干燥箱温度控制的PID温度控制方式，将专家自适应PID控制技术与先进的计算机软、硬件技术完美结合起来，依据PLC控制单元实现专家PID控制器参数的自动寻优工作，具有超调量小、调整时间短、响应快、过渡过程平稳、运行稳定、输出控制精度高等优点。

Description

一种涂布机干燥箱温控装置

技术领域

本实用新型属于温度控制技术领域，具体是涉及一种涂布机干燥箱温控装置。

背景技术

涂布机干燥箱温度是涂布纸生产中重要的工艺参数，温度变化具有大滞后、非线性、强耦合的特性，对涂布纸水分的稳定和质量有重要的影响。传统涂布机干燥箱温度加热控制有较大的时变性，用传统的PID控制器难以获得满意的效果，温控系统很难在任何工况下都达到稳定。由于涂布机干燥箱温度的调节具有较大的时变性、大滞后、非线性、强耦合，因此难以建立一个精确的数学模型。对于这类复杂的控制对象，采用传统的PID控制器，参数整定不能达到动态自适应，难以得到满意的动态响应特性。而且，常规的PID算法难以良好地完成涂布机干燥箱的温控任务，缺乏先进的温度控制策略与之相配套，其后果也直接影响了涂布纸生产行业对温度控制精确性的需要，如何改进和提高涂布机干燥箱温控过程的自动化控制程度和控制精度，完善控制系统，使之符合现代化生产的需要，就成为本实用新型需解决的问题。

发明内容

本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种涂布机干燥箱温控装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种涂布机干燥箱温控装置，包括PLC控制单元、执行单元、检测单元和上位机监控单元，所述上位机监控单元与PLC控制单元相连，所述PLC控制单元包括电源模块，及与电源模块电性连接的中央处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、专家PID控制器，所述中央处理器分别与模拟量输入模块、模拟量输出模块和专家PID控制器相连，所述专家PID控制器与模拟量输出模块相连，所述执行单元包括依次相连的移相脉冲单元、晶闸管调压单元和电加热单元，所述移相脉冲单元与模拟量输出模块相连，所述电加热单元与涂布机干燥箱相连，所述检测单元分别与模拟量输入模块和涂布机干燥箱相连。

作为优选，所述检测单元为温度变送器。

作为优选，所述上位机监控单元为计算机，计算机通过以太网与PLC控制单元连接。

本实用新型具有的有益效果：本实用新型改变了传统涂布机干燥箱温度控制的PID温度控制方式，将专家自适应PID控制技术与先进的计算机软、硬件技术完美结合起来，依据PLC控制单元实现专家PID控制器参数的自动寻优工作，相比传统涂布机干燥箱温度控制，具有超调量小、调整时间短、响应快、过渡过程平稳、运行稳定、输出控制精度高等优点。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型专家PID控制器的一种工作原理示意图。

图中：1、PLC控制单元；2、执行单元；3、检测单元；4、上位机监控单元；5、电源模块；6、中央处理器；7、模拟量输入模块；8、模拟量输出模块；9、专家PID控制器；10、移相脉冲单元；11、晶闸管调压单元；12、电加热单元；13、涂布机干燥箱。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种涂布机干燥箱温控装置，如图1所示，包括PLC控制单元1、执行单元2、检测单元3和上位机监控单元4，所述上位机监控单元4与PLC控制单元1相连，所述PLC控制单元1包括电源模块5，及与电源模块5电性连接的中央处理器6、模拟量输入模块7、模拟量输出模块8、专家PID控制器9，所述中央处理器6分别与模拟量输入模块7、模拟量输出模块8和专家PID控制器9相连，所述专家PID控制器9与模拟量输出模块8相连；所述模拟量输入模块7用于接收检测单元3的模拟量电流信号，并传输给中央处理器6；所述中央处理器6利用专家PID控制器9的控制算法进行信息处理；所述专家PID控制器9能模拟人类专家的控制知识与经验，能根据控制输出误差绝对值的大小和控制误差绝对值的变化方向来决定控制器的控制作用，具有自整定、自学习等功能；所述模拟量输出模块8分别与中央处理器6和执行单元2相连，用于输出专家PID控制器9的判决，控制涂布机干燥箱13的输出功率。

所述执行单元2包括依次相连的移相脉冲单元10、晶闸管调压单元11和电加热单元12，所述移相脉冲单元10与模拟量输出模块8相连，所述电加热单元12与涂布机干燥箱13相连。

所述检测单元3为温度变送器，所述检测单元3分别与模拟量输出模块8和涂布机干燥箱13相连。所述检测单元3将实时检测到的温度信号转换为4-20mA的电流信号，并传输至模拟量输入模块7，给PLC控制单元1提供控制依据。

所述上位机监控单元4为计算机，计算机通过以太网与PLC控制单元1连接，完成现场参数设置、运行方式设立、各种参数显示、运行状态、报警记录、数据统计等功能。

正常运行时，检测单元3实时检测涂布机干燥箱13的温度信号，并将温度信号转换为4-20mA的电流信号，然后将电流信号传输至模拟量输入模块7中，模拟量输入模块7将采集到的电流信号传输至中央处理器6；中央处理器6利用专家PID控制器9进行信号处理，专家PID控制器9根据专家库知识、及具有的自整定、自学习等功能，形成精确控制量，根据涂布机干燥箱13温度实际值与预定值的偏差情况，不断调整PID参数，由模拟量输出模块8输出相应的电压信号至移相脉冲单元10，改变涂布机干燥箱13的移相脉冲，改变晶闸管调压单元11的电压导通角，调节电加热单元12的输入电压值，从而调节涂布机干燥箱13的输出功率，使涂布机干燥箱13的温度控制在预定值，保证了涂布机干燥箱13温度的可控性、准确性和及时有效性。

如图2所示，专家PID控制器9的工作原理如下：

专家PID控制器9以涂布机干燥箱13温度预定值E、系统温度反馈误差△E和功率输出y(t)作为输入，专家PID控制器9首先对预定值E和系统温度反馈误差△E进行查阅，接着对专家知识集进行查询，专家知识集提前录有很多不同专家的知识经验，最后进行专家知识的判断，将预定值E、系统温度反馈误差△E和功率输出y(t)结合专家知识集的矩阵规则，得到相应的控制量。系统温度反馈误差△E作为体现控制器性能以及调节作用的关键，可以对所建立的专家系统提出有效地修改提示。同时，由于系统温度反馈误差△E是时变的，因此其前后时刻参数的变化也应作为控制器调节的决定因素加以考虑，根据需要，在不同阶段添加或减少控制参数的个数。

根据专家PID原理得到三个PID修正参数△Kp、△Ki、△Kd，不断对PID三个参数进行在线修改，不断自我学习和自我在线调整，再乘以比例因子得到PID算法的三个PID参数输出值，经PLC调用PID子程序控制得到输出数字量，最后经D/A转换器转换成模拟量去控制执行对象，达到涂布机干燥箱13温度控制的目的。

综上所述，本实用新型改变了传统涂布机干燥箱温度控制的PID温度控制方式，将专家自适应PID控制技术与先进的计算机软、硬件技术完美结合起来，依据PLC控制单元实现专家PID控制器参数的自动寻优工作，相比传统涂布机干燥箱温度控制，具有超调量小、调整时间短、响应快、过渡过程平稳、运行稳定、输出控制精度高等优点。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种涂布机干燥箱温控装置，包括PLC控制单元、执行单元、检测单元和上位机监控单元，其特征在于，所述上位机监控单元与PLC控制单元相连，所述PLC控制单元包括电源模块，及与电源模块电性连接的中央处理器、模拟量输入模块、模拟量输出模块、专家PID控制器，所述中央处理器分别与模拟量输入模块、模拟量输出模块和专家PID控制器相连，所述专家PID控制器与模拟量输出模块相连，所述执行单元包括依次相连的移相脉冲单元、晶闸管调压单元和电加热单元，所述移相脉冲单元与模拟量输出模块相连，所述电加热单元与涂布机干燥箱相连，所述检测单元分别与模拟量输入模块和涂布机干燥箱相连。

2.根据权利要求1所述的一种涂布机干燥箱温控装置，其特征在于，所述检测单元为温度变送器。

3.根据权利要求1所述的一种涂布机干燥箱温控装置，其特征在于，所述上位机监控单元为计算机，计算机通过以太网与PLC控制单元连接。

Images