幸小莉

摘 要：隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化、自動化水平的不斷提高，在國內(nèi)和國外的工業(yè)現(xiàn)場里出現(xiàn)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(xiàn)了一些新型的自動化技術。而在我國PLC系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的加熱爐熱技術出發(fā)，淺析基于PLC的加熱爐熱過程中專家控制的實現(xiàn)。

關鍵詞：PLC；加熱爐熱過程；專家控制

社會主義工業(yè)化快速發(fā)展的今天，工業(yè)體系上的自動化實現(xiàn)過程變得越來越復雜，對于可編程邏輯控制系統(tǒng)也出現(xiàn)越來越多的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)意義上的控制模式已經(jīng)不能滿足在生產(chǎn)生活過程中對于可控制系統(tǒng)的要求。正是在這種背景下，為了更好的避免傳統(tǒng)控制技術把受控對象的數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的PLC，應用范圍及其廣泛。對工業(yè)現(xiàn)場能夠及時處理，捕捉到一定的檢測控制信息，并依此調(diào)節(jié)信號，送往執(zhí)行器。這樣加熱爐熱過程中就能夠有調(diào)節(jié)煤氣的熱氣流量和調(diào)節(jié)室內(nèi)外空氣參數(shù)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(fā)的上位形式的檢測系統(tǒng)，能夠及時地對工業(yè)現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)對數(shù)據(jù)的監(jiān)控和捕捉。

2 加熱爐熱過程中專家控制的實現(xiàn)

基于可編程邏輯控制器的加熱爐熱過程專家控制系統(tǒng)中，專家控制器是關鍵和核心，主要作用是通過系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的捕捉和采集，調(diào)節(jié)空氣、數(shù)字的濾波，對加熱爐的氣壓調(diào)節(jié)、換熱控制器的防護以及調(diào)節(jié)量的自學習等。加熱爐熱過程中的專家控制能夠根據(jù)實時監(jiān)控和采集的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過完整的數(shù)據(jù)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(xiàn)輸出板塊的控制執(zhí)行器的煤氣熱流量參數(shù)和空氣調(diào)節(jié)的參數(shù)，這樣使整個加熱爐保持持續(xù)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。整個控制器主要是從給定量中輸入，經(jīng)過傳感器過渡到加熱爐，然后數(shù)據(jù)輸出。具體的操作系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫、信息采集處理、推理機構和控制規(guī)則集組成。

由于工作環(huán)境的影響，加熱爐專家控制系統(tǒng)會長期的處在高溫的狀態(tài)下，使得執(zhí)行起來存在問題，在不同的情況下，執(zhí)行的效果就有所不同。調(diào)節(jié)量自學習項目能夠實現(xiàn)對設定量的自行調(diào)節(jié)修訂，使得調(diào)節(jié)量始終保持在可執(zhí)行的區(qū)域內(nèi)。反饋調(diào)節(jié)量在設定調(diào)節(jié)控制量的下限內(nèi)，保持調(diào)節(jié)自學習修訂。

2.1 控制規(guī)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(jīng)驗，通常運用可行性較高的產(chǎn)生式規(guī)則、解析的形式以及其間的模糊關系等方式，來規(guī)定和描述所要控制的對象的基本特征。這種現(xiàn)代化的方式具有處理信息定性強、定量穩(wěn)定、精準度高等優(yōu)良特點。

通過實際的研究和發(fā)現(xiàn)，在工人實際的經(jīng)驗分析的基礎上，運用產(chǎn)生式規(guī)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(guī)則集。加熱爐在工作的過程中，其煤氣產(chǎn)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(nèi)的溫度等相關的參數(shù)都必須經(jīng)過高精度的數(shù)據(jù)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?？杖急仁且粋€較為特殊的參數(shù)，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(diào)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(tài)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(jù)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(guī)則集，能夠用表格的形式正確地表現(xiàn)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(huán)控制系統(tǒng)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(nèi)平均各種參數(shù)值，得出有效的信息數(shù)據(jù)，為整個加熱爐的工作提供穩(wěn)定的環(huán)境。

3 總結

總而言之，運用PLC控制系統(tǒng)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(wěn)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(zhí)行，只要在主控室輕輕一按，就可以判斷出哪些部位出現(xiàn)了故障以及迅速找到解決的方法。相信經(jīng)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(tǒng)，一定可以得到更好地完善。

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