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    08月12日 2019

    虹潤NHR-5300人工智能溫控器/調節儀在恒壓供水中的應用

    發(fā)布者:虹潤集團

     

    一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介  

        虹潤NHR-5300人工智能溫控器/調節儀采用真正的人工智能算式,儀表啟動(dòng)自整定功能,可以根據被控對象的特性,自動(dòng)尋找最優(yōu)參數以達到很好的控制效果,無(wú)需人工自整定參數??販鼐然具_±0.1℃,無(wú)超調、欠調,達國際先進(jìn)水平??膳c各類(lèi)傳感器、變送器配合使用,實(shí)現對溫度、壓力、液位、容量、力等物理量的測量顯示,并配合各種執行器對電加熱設備和電磁、電動(dòng)閥進(jìn)行PID調節和控制、報警控制、數據采集等功能。適用于工業(yè)爐,電爐,烘箱,試驗設備,注塑機械,包裝機械,食品機械,印刷機械等行業(yè)。二、工作原理及解決辦法

        引言 

        恒壓供水在工業(yè)和民用供水系統中已普遍使用,由于系統的負荷變化的不確定性,采用傳統的PID算法實(shí)現壓力控制的動(dòng)態(tài)特性指標很難收到理想的效果。在恒壓供水自動(dòng)化控制系統的設計初期曾采用多種進(jìn)口的調節器,系統的動(dòng)態(tài)特性指標總是不穩定,通過(guò)實(shí)際應用中的對比發(fā)現,應用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統中有較好的效果。在實(shí)施過(guò)程中選用了NHR-5300人工智能調節器作為主控制器,結合FX1N PLC邏輯控制功能很好地實(shí)現了水廠(chǎng)的全自動(dòng)化恒壓供水。對于單獨采用PLC實(shí)現壓力和邏輯控制方案,由于PLC的運算能力不足編寫(xiě)一個(gè)完善的模糊控制算法比較困難,而且參數的調整也比較麻煩,所以所提出的方案具有較高的性?xún)r(jià)比。

        工作原理 

        系統主要由NHR-5300工智能調節器、變頻器、控制接觸器組、水泵、閥門(mén)、壓力變送器等組成。由于水泵功率較大,為節約成本,只用1臺變頻器,3臺水泵的其中2臺可以采用變頻調速,這樣在某1臺故障或維護時(shí)可以切換到另1臺進(jìn)行變頻控制。圖1為供水系統的原理框圖。

    1.jpg

       壓力傳感器檢測出水總管壓力,經(jīng)變送器送至NHR-5300儀表,與設定值比較得到壓力誤差和誤差變化率,經(jīng)NHR-5300特有的模糊、PID相結合的控制算法運算后,將輸出控制信號(4~20mA)送到變頻器控制端。通過(guò)調節頻率從而使出水管壓達到要求指標。當用戶(hù)和水量增加時(shí),在一臺水泵變頻達到50Hz仍不能滿(mǎn)足供水壓力要求,PLC將檢測到NHR-5300調節器的壓力低信號,按其邏輯及工藝要求,加入另1臺水泵工頻運行;同樣,在用戶(hù)用水量下降,PLC通過(guò)收到NHR-5300調節器的水壓高信號后,將其中1臺工頻水泵退出運行。

        系統運行時(shí),變頻器是固定控制某一臺水泵,不實(shí)施多臺水泵切換的方法。這樣可以避免頻繁切換對系統及變頻器造成的沖擊,并具有較高的可靠性。同時(shí)也考慮到靈活性及檢修等方面,系統可采用手動(dòng)方式選擇2臺水泵中的1臺變頻運行,也可以減少某1臺水泵長(cháng)期低頻運行所造成的損耗。

        虹潤NHR-5300人工智能溫控器/調節儀具有模糊邏輯PID調節及參數自整定功能的先進(jìn)控制算法。在誤差大時(shí),運用模糊法進(jìn)行調節,以消除PID飽和積分現象;當誤差減小時(shí),采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調節,并能在調節中自動(dòng)學(xué)習和記憶被控對象的部分特征以使效果最優(yōu)化。其具有無(wú)超調、高精度、參數確定簡(jiǎn)單,對復雜對象也能獲得較好控制效果等特點(diǎn)。其整體調節效果比一般的PID算法更明顯。這一點(diǎn)在系統調試中得到驗證,起初選用日本生產(chǎn)的單純PID調節器,在用水量變化和水泵投退過(guò)程中,其超調量和穩定時(shí)間均不理想,在改用NHR-5300智能儀表后,其動(dòng)態(tài)、靜態(tài)指標均滿(mǎn)足了要求。

    2.jpg    3.jpg

    三、結束語(yǔ) 

        系統采用NHR-5300人工智能溫控器/調節儀和 PLC相結合的變頻調速恒壓供水方案已在現場(chǎng)運行多年,情況表明:

        (1)用NHR人工智能調節器,采用模糊控制和PID結合的控制方案,發(fā)揮了2種控制器的優(yōu)點(diǎn),達到較好的動(dòng)態(tài)和穩態(tài)指標,對系統壓力調節具有恢復時(shí)間快、超調小等優(yōu)點(diǎn)。其自整定功能為用戶(hù)提供了一種方便快捷的參數設置方法,系統穩定誤差在 ±0.01Mpa。

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