230827工业过程控制实例

230827工业过程控制实例

一、项目背景

暂涉密不公开

二、工艺流程

三、概要设计

3.1硬件设备

3.2软件设备

倍加莱PLC，奥地利自动化公司，好像可通过高级语言比如C语言编程。

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3.3控制方式

以下被控量按照工艺流程梳理

3.3.1PID控制

传统控制方案，类似过程控制烧开水方案，难点在于物料和点火设计上处于同一控制系统，如果处于同一控制系统协同，当窑内温度低时，会导致随动阀开大，点火烧嘴点燃更久，进而温度过高；当窑内温度高时，随动阀关小，点火烧嘴PWM点燃时间更短；反复如此即可完成控制，差异在于烧开水方案中，只有PWM底座开关这唯一变量，控制效果更明显。

如果不处于同一控制系统，即物料阀根据配方固定开度（配方有限），那只需要给足周期控制点火烧嘴启停即可。就完全类似烧开水了，但是缺点明显，比如温度过高时，阀的控制是否直接关闭，启停恢复时间如何处理；如果阀不关闭，是否会浪费原料，或者导致窑内压力变化。

PWM-PID控制中，变周期问题：
在一般的工程中，都是定周期变占空比即可，即比如PWM的满周期T为10s，在配方刚刚启动时，按点火周期100%处理（物料阀开度可定可不定），同时基对于升温降温和跳段问题：为了防止温度过高导致的超调，而自然冷却降温较慢（抽风冷却压力控制难，而且需要定点抽风，不现实），所以到达目标温度90%或者相差20摄氏度时（更推荐差量而不是比例，因为热量区间波动更小），即可改变占空比改为PID控制点火烧嘴占空比。为了防止配方温度等跳段导致D的超调，使用PI控制为主。
在此工程中，根据配方更改脉冲周期T，如果点火烧嘴本身开启时长固定（周期T不固定，应该不至于），那就令PID根据温度来控制点火烧嘴停止时长，来改变整体周期；如果点火烧嘴本身开启时长不固定（周期T固定），就通过控制控制PWM占空比，来达到控制点火烧嘴开启时长的效果。 根据定周期下改变助燃风机空气阀占空比。

1. 是否需要每一波次结束都通过变频风机抽风降温减压？如果需要，则最简单，相当于每次都是从常温常压环境开机跟随；如果不需要，则如何从高温配方到低温配方的温度过度，是否有合适降温手段和预留时间（比如变频风机降温，阻燃风机稳压一定时间）。
2. 配方的温度曲线是从常温开始的吗？如果是，则每波工艺烧制后必定需要降温，否则需要更具配方来升温或者降温。
3. 停电如果是指意外停电，也属于工艺问题，该批产品是否还可以继续煅烧？如果需要来电后继续，可以通过配方进度数据（保存为图形和数据显示输出的同时，看是否可以以文件数据备份到电脑上，最后只需点击某按钮读取文件或者输入配方进度等继续）

3.3.2MPC控制

Model Predictive Control 模型预测控制

3.3.3信号滤波