AI调节器在管材生产线中的应用

　　一、引言

　　在管材生产线中涉及到对数个加热区，如机筒加热区和模具加热区的温度丈量和控制，而在实际生产中每个加热区至少需要一至二台温控表来设定温度和输出加热控制温度。传统设备的温控设备只能通过单台人工观察和设定温度以实现对应加热区的温控，而不能集中控制。随着系统集中控制技术的进步，通讯领域也发生了翻天覆地的变化，现在选择了带有通讯功能的温控表与触摸屏之间通讯就能完全实现集中控制。一台触摸屏可以同时通过RS-485串行通讯方式与多台温控表通讯，所有温控表中的参数在触摸屏中都可以显示和修改，使温控表中的参数修改设定十分方便。本文先容eView触摸屏作为上位机与宇电温控表通讯在管材生产线生产线中的应用。其特点是触摸屏直接与温控表通RS-485串行通讯实现对多台温控表的集中控制，可以在触摸屏上进行组态，温控表上的所有参数可以在触摸屏中显示，也可用触摸屏设定仪表控制参数，数据显示刷新率高，便于实时人机监控及工艺配方的存储，节省布线，大大进步了生产效率。 　　

　　二、系统简介

　　1、 电气系统

　　⑴、触摸屏

　　触摸屏选用eView MT510T，10.4英寸。eView MT500系列触摸屏采用强大的32位嵌进式高性能CPU,支持256色真彩显示与灵敏的反应速度，可以与多个厂家的产品通讯，兼容性极强，基于Windows98/NT操纵平台下的专用组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。且产品型号齐全有5.7、7.7、10.4、英寸单色彩色等，方便选型。具有RS232/485通讯口，可以直接连接各种主流的PLC，无需配置其它特殊的硬件和软件就可以与PLC通讯。产品提供向量图库、位图库、群组图库等三种元件图库，且可以添加自己设计的元件图形，可直接支持256色BMP格式的图形，可支持元件的多层叠加实现不同的控制功能。在编程软件中可以设定触摸屏背光灯的封闭时间，节省其使用寿命。具有128K的配方存储器和实时时钟，支持方便易用的配方传输功能。触摸屏中具有内部编程指令宏命令，可以减轻编程负担，由触摸屏编程直接和其它设备通讯。触摸屏上的并行口还可以直接和打印机连接实时或定时打印当前或历史数据。此系统采用MT501T通过不同的通讯口也同时和SIEMENS S7-200CPU226CN通讯，和AI-708温控表以RS-485方式通讯。在编程软件中选择好触摸屏和PLC型号后，通过宏命令编程，利用触摸屏中的另外一个通讯口与宇电温控表通讯。与AI温控表通讯的波特率为9600bps；无校验位；数据长度8位；停止位1位或两位；通讯方式RS-485。

　　⑵温控表

　　温控仪采用宇电AI-708仪表。具有可编程输进（万能输进）功能，可自由选择输进多种热电偶、热电阻及线性电流、电压、电阻等信号。 输进采用数字校正系统，内置常用热电偶，热电阻非线性校正表格，丈量精确稳定。先进的AI人工智能调节算法具有自整定、自学习功能，无超调及无欠调的优良控制特性。 模块化输出支持SSR电压、线性电流（电压）、继电器触点开关、可控硅无触点开关、单相、三相可控硅过零触发及单相可控硅移相触发输出，具备位置比例输出功能，支持阀门位置反馈信号输进，可节省或取代伺服放大器。编程报警功能，支持上限、下限、偏差上限及偏差下限等多种报警功能，并可自由定义报警输出端口（AL1、AL2、AU1及AU2），支持多个报警信号从同一位置输出。具备上电免除报警等功能，避免上电报警误动作。 先进的AIBUS通讯协议，支持RS485或RS232C通讯接口，最多可达800个通讯地址，配合快速通讯技术能组建数千点规模的大、中型计算机控制系统。

[$page]　　2、 仪表主要参数设置说明

　　AI-708调节器提供丰富的用户设置方式，使其对不同的控制均能达到满足的控制效果，参数设置决定系统的静态和动态性能。仪表都采用反作用调节，PID参数根据不同的现场可以通过仪表的自整定功能得到。

　　HIAL：上限报警。

　　LOAL：下限报警。

　　Df：回差（死区、滞环），用于避免因丈量输进值波动而产生频繁调节作用，在回差范围内位式调节不起作用，Df=1.0。 　　Ctrl：控制方式，采用AI人工智能调节/PID调节，Ctrl＝1。 　　M5：保持参数，主要决定调节算法中的积分作用，和PID积分时间类似，M5越小，系统积分作用越强。 　　P：速率参数，与每秒内仪表输出变化100%时丈量值时应变化大小成正比，P=1000/每秒丈量值的升高单位值（系统以0.1定义为一个单位）。 　　T：滞后时间，t越小，则比例和积分作用均成正比增强，而微分作用相对减弱，但整体反馈作用增强：反之，t越大，则比例和积分作用均减弱，而微分作用相对增强。 　　Ctl：输出周期，反映仪表运算调节的快慢，Ctl=2。 　　Sn：输进反馈信号类型。 　　OPt：输出信号类型。 　　CF：系统功能选择，CF=0。

　　3、 系统调试

　　以铝塑复合管的生产为例：铝塑复合管由内管、内胶、铝管、外胶、外管5层材料构成，以物料运动顺序该生产线分为65mm内管挤出机（机身有4个加热区、机头3个加热区）、45mm内胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）、自动纵移恒张力牵引机（无加热区）、45mm外胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）65mm外管挤出机（机身4个加热区、机头3个加热区）。所以需要控制的温控加热区共有26个，计26台温控表由一台触摸屏控制。 　　 　　当系统上电后，首先开始温控，即温控表上电，变频器不得电，上电后立即向各个温控表发出命令，设置一个较低的上电初始加热温度，由于热电偶插在加热区内部，加热圈在外部，这样避免升温过快使整个加热圈温度不均。26个加热区的上电初始值可以是相同的。上电结束后，假如通讯检测正常，就会在触摸屏上显示各加热区的参数，可以在触摸屏上设定各加热区的温度，也可以在触摸屏上改变各加热区的加热答应/禁止状态，以上两种命令以为是随机发生的，还可以用中断方式在读温控表实测中实现。对于各加热区的温度设定，可以用触摸屏中的数字键盘，当设定某一加热区的某一温度时，点击该加热区的设定区域，就可以弹出一设定键盘进行温度