?一、摘要

NHR-7300系列液晶人工智能調節器/調節記錄儀是依據GB/T 34050-2017國家標準開發的產品，它在設計上吸納了當今電腦結構思路：硬件上采用內帶快閃存儲器的新型微處理器，擴充了大容量的數據存儲區，顯示器采用3.5英寸128*64高分辨率點陣式白屏黑字液晶顯示屏，軟件上引入中文WINDOWS的框架思路，并采用了數據壓縮技術。帶USB數據轉存功能，存儲時間最長可達720天。該產品具備自整定功能，可以根據被控對象的特性，自動尋找最優參數以達到很好的控制效果，無須人工整定參數。控制精度基本達到±0.1℃，無超調、欠調，性能達國際先進水平。它可與各類傳感器、變送器配合使用，實現對溫度、壓力、液位、流量等物理量的測量顯示與控制，并配合各種執行器對電加熱設備和電磁、電動閥進行PID調節和控制、報警控制、數據采集等功能。產品的EMC設計符合GB/T17626.2-11相關規定，同時產品取得了CE認證。下面是NHR-7320系列液晶人工智能調節器/調節記錄儀在燒結自動配料中的應用。

二、市場背景

燒結配料作為鋼鐵生產的基礎工序，其自動化的作用日益突現。盡管大多數燒結廠都很重視，也投資了自動配料，有的甚至改造過不止一次，耗費了大量資金。但最終能可靠運行，性能投資比高的則為數極少。鋼鐵廠針對工廠配料工藝要求，采用基于現場儀表通信的集散控制系統，經過一年多的實踐，實現了運行可靠、性能投資比高的目標，為燒結廠配料自動調節系統的改造設計積累了經驗。

三、技術原理

　1.燒結機配料工藝設備概況

燒結配料工序是將生產燒結礦所需的混勻鐵礦粉、燃料（焦粉）、溶劑（石灰石、白云石、生石灰）及冷、熱返礦，按照高爐冶煉要求及各種料的化學成分進行配料計算，確定各種料的配料比例，通過重量檢測及控制給料設備，實現配料。燒結機配料室共17個使用的料倉，詳情見下表：

2. 控制方法

整個配料控制采用人工智能PID的外給定控制,通過檢測物料的重量,根據物料的配比控制給料設備,給料設備由變頻器改變給料量，實現配料。

四、產品的應用

針對傳統燒結配料自動控制系統存在的問題，深入分析現場工藝及管理狀況，結合最新測控實用先進技術，設計方案特點如下：

1. 系統采用基于現場儀表通訊的集散控制方式

本設計將皮帶秤、沖板流量計、雷達物位計、人工智能調節器等通過具備現場通信功能的虹潤智能儀表與上位機通訊連接，組成基于現場通訊的集散控制系統。

該現場儀表通訊采用的是基于主從協議原理的MODBUS通信協議。其特點為通訊只有讀寫兩條指令，上位機軟件編寫容易，并可用PC機作上位機，應用其軟件資源豐富，發展極快的優勢。與模擬傳輸相比，具有易于調試維護和更高精度的優點。

2. 系統優越性

(1）可靠性高

采用光電隔離技術將通訊接口與儀表其他部分線路隔離。當通訊接口或線路發生故障時，皮帶秤、調節器仍能正常工作。由于采用低電平數字信號且相位連續平均值為零，抗干擾能力強。接線簡單、維護方便，數據傳輸準確。單機間檢測控制設備之間故障不蔓延，上下位機之間故障不擴散，故障對整個系統的影響減至最小，大大提高系統的可靠性。手、自動轉換方式靈活多樣。既可在上位機，也可在基本調節器，還可在變頻器及操作箱上轉換，解決了故障時應急慢的問題。

(2）上位機數據處理能力強，監控程序功能更豐富

由于以通訊方式采集數據，同時單機的部分統計數據由下位機完成，使得上位機主要進行系統數據的處理，可騰出更多的時間和內存處理功能更豐富的應用程序。

(3）投資省

上位機不用模擬量輸入輸出模塊及相應盤柜，也免去了熱備上位機。同時，增加單機時無須再添公共部分硬件，節省系統擴充費。另外，節省信號電纜及安裝調試費。還對使用和維護人員素質要求低，節省培訓費。能否實現高精度自動調節，正確選擇調節器是關鍵。

3. 配置

本設計選用虹潤公司NHR-7320系列具備現場通訊功能、人工智能調節算式的PID調節器。與一般調節器相比，它能在降低超調的同時又提高響應速度。在誤差大時，運用模糊算法進行調節，以徹底消除PID飽和積分現象；當誤差趨小時，采用改進后的PID算法進行調節。具備自動學習系統特性及給定值和測量值的改變分別處理的功能。具有多種設定方式，既可直接在其面板按鍵上手動數字設定，還可在其外給定端子上模擬量設定。為防止異常超調，還具有控制量上、下限預設定功能 。同時調試簡單，對正常生產影響小。結構型式為熱拔插式，更換方便快捷。

五、結束語

經兩年來的運行實踐表明，系統工作穩定可靠，減輕了操作及維修人員的勞動強度。由于自動檢測調節，大大減少了人工跑盤稱料，可以騰出更多的時間巡檢，及時發現處理隱患，進而減少了突發性事故及其處理工作量。同時，報警準確及時，也減少了干擾和處理故障的工作量。特別是變料及手、自動轉換一次到位，既增強了控制實時性，提高了控制精確度，又減輕了反復稱料的勞動強度。人機界面直觀，功能操作簡單，還設有幫助菜單，方便易學。監控程序人機對話能力強，方便工藝管理，提高了操作人員的責任心，減少了異常波動，促進了生產指標的提升。