液位變送器自動控制系統(tǒng)軟件的研究
閱讀：580發(fā)布時間：2014-2-25
液位變送器自動控制系統(tǒng)的軟件分為上位機軟件和下位機軟件，上位機軟件主要在組態(tài)軟件中進行二次界面開發(fā)，主要實現(xiàn)液位變送器監(jiān)控、參數(shù)修改和數(shù)據(jù)存儲功能。下位機軟件主要是利用液位變送器控制算法實現(xiàn)液位變送器控制，其主要程序結(jié)構如圖3所示。由于礦漿液位變送器系統(tǒng)存在非線性、遲滯大、多變量互相耦合等特點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算法，在液位變送器控制試驗中，對各種改進算法進行了比較研究，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PID參數(shù)K。、Ki、l(d進行在線自整定，以滿足不同e和e對控制器參數(shù)的不同要求，而使被控對象具有良好的動、靜態(tài)性能。
在整定PID參數(shù)的時候，模糊規(guī)則的設定是非常重要的，在設定模糊規(guī)則的時候，根據(jù)PID控制器中三個參數(shù)K。、K和在控制系統(tǒng)中的作用，從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等方面來考慮，建立其調(diào)節(jié)參數(shù)△K。、△Kj和△l(d的模糊控制規(guī)則E83。
通過該算法，可以根據(jù)控制對象的改變而自動調(diào)整PID參數(shù)，很好地實現(xiàn)了液位變送器自動控制。對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重要的方面：
1)濾波的設置。對于充氣式浮選機來說，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出現(xiàn)小幅的波動，為了克服攪拌的影響，不僅需要在硬件上設計特殊的裝置例如隔離桶和沖洗水，而且在軟件中需要對液位變送器信號進行濾波，通過調(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)的設置。對于PID控制算法，它是基于偏差的控制，只要有偏差的存在，就有控制信號的輸出，因此，液位變送器的波動，經(jīng)常會引起執(zhí)行機構的頻繁動作，這極大地減少了執(zhí)行機構的壽命，同時引起了后續(xù)作業(yè)液位變送器的擾動。而死區(qū)的設置，有效地避免了執(zhí)行機構的頻繁動作，從而不僅保護了執(zhí)行機構，同時也保證了后續(xù)作業(yè)中液位變送器的穩(wěn)定。
3)無擾切換。液位變送器控制中的手自動切換，就地和遠程的切換，經(jīng)常容易出現(xiàn)控制信號的突變，從而引起排礦閥開度的突變，不僅會引起該作業(yè)液位變送器大的波動，而且也會引起后續(xù)作業(yè)液位變送器的波動。為此，通過軟件的方式，實現(xiàn)無擾切換，尤其顯得重要了。
4)采樣時間的設置。液位變送器控制系統(tǒng)處理時間長，純滯后大，要使液位變送器控制得平穩(wěn)，設置一個合適的采樣時間和控制刷新時間，是非常重要的。
5)多執(zhí)行機構的協(xié)調(diào)控制。在KYF一200浮選機中，采用了雙氣動執(zhí)行機構，在控制過程中，如何去協(xié)調(diào)雙氣動執(zhí)行機構的動作，如何保證雙氣動執(zhí)行機構手動控制、單氣動執(zhí)行機構自動控制、雙氣動執(zhí)行機構自動控制三者的無擾切換，這是編程時必須考慮的問題。
在此次KYF一200浮選機的工業(yè)試驗中，對上述幾個重要的方面進行了研究設計和應用驗證，并取得了良好的控制效果。
