蒸汽養護自動化溫控系統的製作方法
2024-02-07 07:05:15 1
專利名稱：蒸汽養護自動化溫控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動化溫控系統，尤其涉及一種用於混凝土生產中蒸汽養護過程的自動溫控系統。
背景技術：
混凝土產品應用廣泛，其生產過程一般需要進行蒸汽養護。近年來，新型的混凝土產品不斷湧現，它們對養護有特別要求。我國幅員遼闊，四季溫差大，使用自然養護法具有不確定性，養護溫度波動大、養護時間不定都不能夠保證混凝土的質量，必須採用規定的溫度工藝曲線和規定的時間進行養護，以便在不同的環境中保證產品質量，提高生產效率，因此混凝土的蒸汽養護過程顯得十分重要。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種精確度高、靈活性好的混凝土蒸汽養護自動化溫控系統，解決生產中勞動強度大、溫控不準確、容易產生誤差等問題。按照本發明提供的技術方案，所述蒸汽養護自動化溫控系統，包括養護室，混凝土產品位於養護室內，在養護室內敷設蒸汽管道，在控制室內設置的工控機和控制電櫃，控制電櫃內裝設溫控儀表，所述溫控儀表與工控機相連，並且，所述溫控儀表的輸入端連接測量養護室內溫度的溫度傳感器以及測量混凝土產品表面溫度的表面傳感器，溫控儀表的輸出端連接電動調節閥；所述電動調節閥安裝於蒸汽管道的入口，用於調節蒸氣流量；所述溫度傳感器實時測量的養護室溫度值和表面傳感器測量的混凝土的表面溫度值傳送到控制電櫃中的溫控儀表，再傳送給工控機，工控機將接收到的溫度值與設定的溫度工藝曲線比較，調整電動調節閥的開度，使養護室內的溫度和混凝土的表面溫度達到規定值。所述溫控儀表包括嵌入式微處理器，所述嵌入式微處理器的輸入端通過輸入接口電路連接多個溫度變送器，溫度變送器的輸入端分別與養護室內的溫度傳感器和表面傳感器相連；所述嵌入式微處理器的輸出端通過功放與電動調節閥連接。所述工控機採用的溫度調節策略是PID算法與專家經驗相結合根據對象特性及工藝要求，設計若干條控制規則，利用「 IF…THEN··· 」語句來表述一條一條的專家規則，預先將規則下的調整方法及調整參數存儲於工控機中；所述專家規則根據當前偏差e (η)及其變化率Δ e (η)的大小，決定控制方式和是否需修改比例係數ΚΡ、積分增益K1和微分增益 KD;控制過程中，工控機不需按系統辨識結果或某一目標函數整定PID參數，而是按當前狀態對基本PID參數進行調整。所述工控機能夠分別設定多個養護室的參數，並對每個養護室進行獨立控制。本發明的優點是同時對多個混凝土的養護室進行蒸汽養護的自動化溫度控制， 也可以分別對某一個養護室的混凝土產品進行特殊的養護。所有混凝土產品的蒸汽養護工作可通過位於控制室的工控機進行全功能的遠程控制，溫控數據可長期保存，隨時查詢，任意列印曲線和表格等。由於該系統對各養護室的控制從硬體上是分開的，因此大大提高了系統的可靠性。
圖1為本系統的電路結構圖。圖2為本系統的工作狀態示意圖。圖3為溫控儀表的硬體結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖1和圖2所示，本自動化溫控系統設置在生產廠的車間內，包括養護室6，混凝土產品9位於養護室6內，在養護室6內敷設蒸汽管道11，其特徵是在控制室內設置的工控機1和控制電櫃4，控制電櫃4內裝設溫控儀表，所述溫控儀表與工控機1相連，並且，所述溫控儀表的輸入端連接測量養護室內溫度的溫度傳感器7以及測量混凝土產品9表面溫度的表面傳感器8，溫控儀表的輸出端連接電動調節閥5 ；所述電動調節閥5安裝於蒸汽管道11的入口，用於調節蒸氣流量。工控機1與控制電櫃4相連，通過有線通信方式發出溫度控制指令。工控機1能夠分別設定多個養護室6的參數，並對每個養護室6進行獨立控制。本自動化溫控系統通過對高溫高壓蒸汽的控制來實現對混凝土生產過程的溫度控制。通過對養護室內溫度、混凝土表面溫度的測量，進行溫度跟蹤監控。同時以溫度一時間曲線顯示各種溫度變化情況。如圖2所示，本自動化溫控系統在控制室內設置工控機1、顯示器2、印表機3和控制電櫃4。採用工控機1作為系統的自動化硬體平臺。控制電櫃4內裝設溫控儀表，它一方面與工控機1通信，另一方面採集溫度信號，並發出控制電動調節閥5的命令。在養護室6 內敷設的蒸汽管道11呈蛇形排列，其流量由電動調節閥5控制，使蒸汽連續噴出。在養護室6內安裝溫度傳感器7，用於測量室內溫度。在混凝土產品9的上表面安放表面傳感器 8，用於測量混凝土產品9的表面溫度。當一塊混凝土產品9澆注完畢，等待一段時間後，在其表面安放表面傳感器8。在基座10上等距安放混凝土產品9。工控機1根據工藝要求設置控制參數，從控制室發出啟動蒸養命令。將溫度傳感器7實時測量的養護室6溫度信號和表面傳感器8測量的混凝土產品9的表面溫度傳送到控制電櫃4中的溫控儀表，並通過有線通信傳送給工控機1，工控機1將接收到的溫度值與設定的溫度工藝曲線比較，通過控制算法，調整電動調節閥5的開度，使養護室6內的溫度和混凝土 9的表面溫度達到規定值。如圖3所示，是溫控儀表的硬體框圖，它內置嵌入式微處理器，具有實時作業系統，能夠智能化地及時、快速處理現場信號。所述嵌入式微處理器的輸入端通過輸入接口電路連接多個溫度變送器，溫度變送器的輸入端分別與養護室6內的溫度傳感器7和表面傳感器8相連；所述嵌入式微處理器的輸出端通過功放與電動調節閥5連接。當啟動控制過程後，所述溫控儀表依據工藝要求，實時測量養護室的溫度和混凝土表面的溫度，根據專家 PID控制算法，調整電動調節閥的開度，滿足生產的工藝需要。同時將測量數據經通信口傳送到工控機，做為歷史數據保存在資料庫中，用於製作報表和查閱。溫度調節策略是根據專家PID控制算法制定的，它是PID算法與專家經驗的結合。 PID算法能夠有效地調節線性系統的控制過程，但對於非線性、大滯後的系統效果不明顯。 利用專家系統知識庫輸出修正PID參數，改變PID控制方式以達到最佳PID控制效果。根據對象特性及工藝要求，設計了若干條控制規則，利用「 IF…THEN··· 」語句來表述一條一條的專家規則，預先將規則下的調整方法及調整參數存儲於工控機1中。專家控制規則根據當前偏差e(n)及其變化率Ae (η)的大小，決定控制方式和是否需修改比例係數ΚΡ、積分增益 K1和微分增益KD。控制過程中，工控機1不需按系統辨識結果或某一目標函數整定PID參數，而是按當前狀態對基本PID參數進行調整。將專家的經驗總結成控制規律，融入到PID 控制中，使P、I、D三個參數在線自調整，不僅使得溫控儀表使用更方便，而且提高了控制精度。工控機1能夠分別設定多個養護室的參數，滿足不同產品生產的要求。既可以同時發出蒸養命令，也可以分別發出對某一個養護室的控制命令。當某個蒸養過程結束時發出提示，提醒工作人員進入下道工序。生產管理技術人員通過輸入密碼登錄管理界面，將所需的控制參數按一定格式輸入到工控機裡。杜絕一切無關人員的誤操作，確保工藝數據的絕對安全性。本自動溫控系統所有的動作與步驟都事先經過編程，生產過程程序化，數據採集自動化，按照程序自動控制，達到無人參與的目的，且具有數據記錄、數據查詢、數據存儲、 報表列印等功能，從而提高溫度準確性和生產效率，降低成本。
權利要求
1.蒸汽養護自動化溫控系統，包括養護室(6)，混凝土產品(9)位於養護室(6)內，在養護室(6)內敷設蒸汽管道(11)，其特徵是在控制室內設置的工控機(1)和控制電櫃(4)，控制電櫃(4)內裝設溫控儀表，所述溫控儀表與工控機(1)相連，並且，所述溫控儀表的輸入端連接測量養護室內溫度的溫度傳感器(7)以及測量混凝土產品(9)表面溫度的表面傳感器(8)，溫控儀表的輸出端連接電動調節閥(5)；所述電動調節閥(5)安裝於蒸汽管道(11) 的入口，用於調節蒸氣流量；所述溫度傳感器(7)實時測量的養護室(6)溫度值和表面傳感器(8)測量的混凝土(9) 的表面溫度值傳送到控制電櫃(4 )中的溫控儀表，再傳送給工控機(1)，工控機(1)將接收到的溫度值與設定的溫度工藝曲線比較，調整電動調節閥(5)的開度，使養護室(6)內的溫度和混凝土(9)的表面溫度達到規定值。
2.如權利要求1所述蒸汽養護自動化溫控系統，其特徵是，所述溫控儀表包括嵌入式微處理器，所述嵌入式微處理器的輸入端通過輸入接口電路連接多個溫度變送器，溫度變送器的輸入端分別與養護室(6)內的溫度傳感器(7)和表面傳感器(8)相連；所述嵌入式微處理器的輸出端通過功放與電動調節閥(5 )連接。
3.如權利要求1所述蒸汽養護自動化溫控系統，其特徵是，所述工控機採用的溫度調節策略是PID算法與專家經驗相結合根據對象特性及工藝要求，設計若干條控制規則，利用「 IF··· THEN··· 」語句來表述一條一條的專家規則，預先將規則下的調整方法及調整參數存儲於工控機中；所述專家規則根據當前偏差e (η)及其變化率Ae (η)的大小，決定控制方式和是否需修改比例係數ΚΡ、積分增益K1和微分增益Kd ；控制過程中，工控機不需按系統辨識結果或某一目標函數整定PID參數，而是按當前狀態對基本PID參數進行調整。
4.如權利要求1所述蒸汽養護自動化溫控系統，其特徵是，所述工控機(1)能夠分別設定多個養護室(6)的參數，並對每個養護室(6)進行獨立控制。
全文摘要
本發明提供了一種蒸汽養護自動化溫控系統，包括養護室，混凝土產品位於養護室內，在養護室內敷設蒸汽管道，在控制室內設置的工控機和控制電櫃，控制電櫃內裝設溫控儀表，所述溫控儀表與工控機相連，並且，所述溫控儀表的輸入端連接測量養護室內溫度的溫度傳感器以及測量混凝土產品表面溫度的表面傳感器，溫控儀表的輸出端連接電動調節閥；所述電動調節閥安裝於蒸汽管道的入口。本發明的優點是同時對多個混凝土的養護室進行蒸汽養護的自動化溫度控制，也可以分別對某一個養護室的混凝土產品進行特殊的養護。所有混凝土產品的蒸汽養護工作可通過位於控制室的工控機進行全功能的遠程控制，溫控數據可長期保存，隨時查詢，任意列印曲線和表格等。
文檔編號G05B19/418GK102366967SQ20111037546
公開日2012年3月7日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者於力革, 姚健, 朱建鴻, 高美鳳 申請人:江南大學