基于PLC的加熱爐熱過程專家控制的實現

幸小莉

摘 要：隨著我國工業化的不斷發展，現代化、自動化水平的不斷提高，在國內和國外的工業現場里出現了不同方式的關于機器控制的方式，尤其是在可編程邏輯控制器PLC的控制方式上，出現了一些新型的自動化技術。而在我國PLC系統得到了廣泛的普及的同時，在加熱爐熱過程中很好的嵌入了專家控制，使得控制理論和系統更加先進、完善。本文將從我國目前基于PLC可編程邏輯控制系統的加熱爐熱技術出發，淺析基于PLC的加熱爐熱過程中專家控制的實現。

關鍵詞：PLC；加熱爐熱過程；專家控制

社會主義工業化快速發展的今天，工業體系上的自動化實現過程變得越來越復雜，對于可編程邏輯控制系統也出現越來越多的挑戰，傳統意義上的控制模式已經不能滿足在生產生活過程中對于可控制系統的要求。正是在這種背景下，為了更好的避免傳統控制技術把受控對象的數據模型作為前提的模式，下面我將在這里分析基于PLC的加熱爐熱過程中專家控制方式，并具體研究我國目前這種加熱爐熱過程中的專家控制。

1 計算機控制系統的組成

基于可編程邏輯控制器PLC的加熱爐熱過程專家控制系統中，沒有采用單片機的形式，而是運用了下位機和上位機。

下位機主要應用S7-400的可編程邏輯控制系統的PLC，應用范圍及其廣泛。對工業現場能夠及時處理，捕捉到一定的檢測控制信息，并依此調節信號，送往執行器。這樣加熱爐熱過程中就能夠有調節煤氣的熱氣流量和調節室內外空氣參數的功能。

在上位機上，運用了一般性的臺式計算機，采用Wincc開發的上位形式的檢測系統，能夠及時地對工業現場進行各項工作的處理和設置，包括計算機的存儲、顯示、打印，還有報警系統處理，加熱爐熱的控制等。盡管我們可以了解到在專家控制系統中的上位機和下位機的功用，但是我們還不能很好的了解怎樣的實現對數據的監控和捕捉。

2 加熱爐熱過程中專家控制的實現

基于可編程邏輯控制器的加熱爐熱過程專家控制系統中，專家控制器是關鍵和核心，主要作用是通過系統進行數據的捕捉和采集，調節空氣、數字的濾波，對加熱爐的氣壓調節、換熱控制器的防護以及調節量的自學習等。加熱爐熱過程中的專家控制能夠根據實時監控和采集的數據信息，經過完整的數據處理后，會對整個基于PLC加熱爐熱過程的工作狀況進行分析，通過相應的信號呼出方式，實現輸出板塊的控制執行器的煤氣熱流量參數和空氣調節的參數，這樣使整個加熱爐保持持續穩定的工作狀態。整個控制器主要是從給定量中輸入，經過傳感器過渡到加熱爐，然后數據輸出。具體的操作系統由數據庫、信息采集處理、推理機構和控制規則集組成。

由于工作環境的影響，加熱爐專家控制系統會長期的處在高溫的狀態下，使得執行起來存在問題，在不同的情況下，執行的效果就有所不同。調節量自學習項目能夠實現對設定量的自行調節修訂，使得調節量始終保持在可執行的區域內。反饋調節量在設定調節控制量的下限內，保持調節自學習修訂。

2.1 控制規則集

很多專家和技術嫻熟的工人，比較透徹地了解加熱爐的特性及原理，具有較強的操作能力和豐富的經驗，通常運用可行性較高的產生式規則、解析的形式以及其間的模糊關系等方式，來規定和描述所要控制的對象的基本特征。這種現代化的方式具有處理信息定性強、定量穩定、精準度高等優良特點。

通過實際的研究和發現，在工人實際的經驗分析的基礎上，運用產生式規則“如果（這是條件），那么（這是結果）”組合成我們所要闡述的控制規則集。加熱爐在工作的過程中，其煤氣產生的壓強和流量，以及空氣所在壓強和流量，各階段的換熱器、爐內的溫度等相關的參數都必須經過高精度的數據收集和處理，從而總結出工作過程中的爐溫所在的設定值的誤差、升溫的時間、煙的溫度和先前預定值的不同。空燃比是一個較為特殊的參數，需要對加熱爐設定值和很多的變量進行全面、細致、綜合的比較與分析，從而得出需要的結論，制定出合理的調控指令和目標。而模糊關系通過對各階段的分級變量、溫度差的分析，分成了三個級別。而對溫差過高時又分為兩個級別，常溫狀態下又可以分為四個級別。換熱器前溫度和溫度升高的速率如果處于不同的階段，又可以分為不同的等級。根據以上所述的這些情況，可以很明顯地得出加熱爐所具有的控制規則集，能夠用表格的形式正確地表現出來。

2.2 信息的獲取與處理過程

得到信息的方式主要有以下幾種：通過閉環控制系統反饋信息以及在上位機中輸入信息。加熱爐運用了熱電偶，檢測出各個階段的溫度，接著對先前溫度的設定值，得出實際的誤差大小，并通過一系列的計算，最終得出需要的空燃比。同時，這種處理方式可以在一個周期內平均各種參數值，得出有效的信息數據，為整個加熱爐的工作提供穩定的環境。

3 總結

總而言之，運用PLC控制系統及專家控制后，其工作的效率比較好，能夠保持長時間的平穩運行，使整個加熱爐在工作期間高速率的運轉。與此同時，操作工人們亦可以輕松簡便的執行，只要在主控室輕輕一按，就可以判斷出哪些部位出現了故障以及迅速找到解決的方法。相信經過科研者的不斷努力，基于PLC的加熱爐熱過程專家控制這一系統，一定可以得到更好地完善。

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