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液位變送器自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件的研究

閱讀：591發(fā)布時(shí)間：2014-2-25

　　液位變送器自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件分為上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件主要在組態(tài)軟件中進(jìn)行二次界面開(kāi)發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)液位變送器監(jiān)控、參數(shù)修改和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。下位機(jī)軟件主要是利用液位變送器控制算法實(shí)現(xiàn)液位變送器控制，其主要程序結(jié)構(gòu)如圖3所示。由于礦漿液位變送器系統(tǒng)存在非線(xiàn)性、遲滯大、多變量互相耦合等特點(diǎn)I7]，因此必須在通用的控制算法中尋求一種于液位變送器控制的改進(jìn)算法，在液位變送器控制試驗(yàn)中，對(duì)各種改進(jìn)算法進(jìn)行了比較研究，zui終確立了一種液位變送器控制算法。該算法的核心是采用PID控制，但和傳統(tǒng)的PID控制又有所差別，它將人工智能結(jié)合經(jīng)典的PID控制算法產(chǎn)生了模糊自整定PID控制算法，其原理圖如圖4所示。模糊自整定PID是在常規(guī)PID控制器的基礎(chǔ)上，以誤差e和誤差變化率e作為輸入，采用模糊推理的方法對(duì)PID參數(shù)K。、Ki、l(d進(jìn)行在線(xiàn)自整定，以滿(mǎn)足不同e和e對(duì)控制器參數(shù)的不同要求，而使被控對(duì)象具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。
　　
　　在整定PID參數(shù)的時(shí)候，模糊規(guī)則的設(shè)定是非常重要的，在設(shè)定模糊規(guī)則的時(shí)候，根據(jù)PID控制器中三個(gè)參數(shù)K。、K和在控制系統(tǒng)中的作用，從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等方面來(lái)考慮，建立其調(diào)節(jié)參數(shù)△K。、△Kj和△l(d的模糊控制規(guī)則E83。
　　
　　通過(guò)該算法，可以根據(jù)控制對(duì)象的改變而自動(dòng)調(diào)整PID參數(shù)，很好地實(shí)現(xiàn)了液位變送器自動(dòng)控制。對(duì)于液位變送器控制系統(tǒng)_1，僅僅有好的控制算法還不能*將液位變送器控制平穩(wěn)，必須在程序中注意以下幾個(gè)重要的方面：
　　
　　1)濾波的設(shè)置。對(duì)于充氣式浮選機(jī)來(lái)說(shuō)，由于充氣和攪拌的存在，即使液面已經(jīng)控制得很平穩(wěn)，浮球在攪拌的作用下仍舊會(huì)出現(xiàn)小幅的波動(dòng)，為了克服攪拌的影響，不僅需要在硬件上設(shè)計(jì)特殊的裝置例如隔離桶和沖洗水，而且在軟件中需要對(duì)液位變送器信號(hào)進(jìn)行濾波，通過(guò)調(diào)節(jié)濾波系數(shù)，減少了干擾的影響，使液位變送器更為平穩(wěn)。
　　
　　2)死區(qū)的設(shè)置。對(duì)于PID控制算法，它是基于偏差的控制，只要有偏差的存在，就有控制信號(hào)的輸出，因此，液位變送器的波動(dòng)，經(jīng)常會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頻繁動(dòng)作，這極大地減少了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壽命，同時(shí)引起了后續(xù)作業(yè)液位變送器的擾動(dòng)。而死區(qū)的設(shè)置，有效地避免了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頻繁動(dòng)作，從而不僅保護(hù)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)也保證了后續(xù)作業(yè)中液位變送器的穩(wěn)定。
　　
　　3)無(wú)擾切換。液位變送器控制中的手自動(dòng)切換，就地和遠(yuǎn)程的切換，經(jīng)常容易出現(xiàn)控制信號(hào)的突變，從而引起排礦閥開(kāi)度的突變，不僅會(huì)引起該作業(yè)液位變送器大的波動(dòng)，而且也會(huì)引起后續(xù)作業(yè)液位變送器的波動(dòng)。為此，通過(guò)軟件的方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換，尤其顯得重要了。
　　
　　4)采樣時(shí)間的設(shè)置。液位變送器控制系統(tǒng)處理時(shí)間長(zhǎng)，純滯后大，要使液位變送器控制得平穩(wěn)，設(shè)置一個(gè)合適的采樣時(shí)間和控制刷新時(shí)間，是非常重要的。
　　
　　5)多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)控制。在KYF一200浮選機(jī)中，采用了雙氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在控制過(guò)程中，如何去協(xié)調(diào)雙氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，如何保證雙氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)手動(dòng)控制、單氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制、雙氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制三者的無(wú)擾切換，這是編程時(shí)必須考慮的問(wèn)題。
　　
　　在此次KYF一200浮選機(jī)的工業(yè)試驗(yàn)中，對(duì)上述幾個(gè)重要的方面進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)和應(yīng)用驗(yàn)證，并取得了良好的控制效果。

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