[发明专利]钢管冷却水喷淋节能用模糊控制系统

说明书

技术领域:

本发明涉及一种钢管冷却水喷淋节能用模糊控制系统。

技术背景：

钢管防腐线生产过程中，当钢管由涂覆生产线结束后，需要水喷淋系统对钢管表面喷水来降温。目前生产过程中采取水泵抽水来提供水喷淋所需要的水量。但是并没有根据当前钢管表面的实际温度来精确控制水量的大小，控制过程比较粗放，不利于能源的利用。

同时常规控制方法由于水喷淋系统的非线性、复杂性及多边形，使得控制难度较大，存在很大的滞后性。本发明使用模糊控制算法，使得控制响应速度更快，控制效果实时性大大加强，并可以节省大量能源。

发明内容：

本发明针对上述所述控制方法的缺点，将采集的钢管表面温度值作为判断温度是否达到要求的依据，应用模糊控制算法，将现场经验及实验数据融合进控制器中，实现钢管冷却水喷淋的智能控制。具有控制简便，很好地适应钢管冷却水喷淋工作时的复杂状况并取得良好的节能效果。

本发明的目的主要通过以下技术方案来实现：

本发明中，温度传感器信号采集电路得到相应的电压信号，输送给PLC芯片变成数字量，通过与预设的电压量进行比较判断当前钢管表面的温度大小，PLC芯片得出电压的偏差及电压偏差变化率；

本发明中，PLC由得到的电压偏差及电压偏差率根据模糊算法算出相应的控制信号并转换成对应的变频器输出频率，输送给变频器，经变频器控制所连接的水喷淋变频电机转速，从而实现对钢管表面温度的控制。

附图说明：

附图1是本发明的系统原理图

附图2是本发明的模糊控制算法流程图

具体实施方式：

结合附图详细介绍钢管冷却水喷淋节能用模糊控制系统及控制方法。

如图1所示：温度传感器信号采集电路（1）检测得到钢管表面的温度信号转换成的电压信号与PLC控制电路（2）相连，PLC控制电路（2）与变频器（3）相连，变频器（3）与水喷淋变频电机连在一起，供电电源电路（5）与PLC控制电路（2）相连，PLC控制电路（2）通过固定在PLC芯片里的模糊控制算法（4）得到水喷淋变频电机的转速，经变频器（3）输出对应的频率来控制变频电机。

如图2所示：PLC将检测到的电压值和工艺要求的钢管表面温度转换的电压值进行比较；从而得到的相应的电压偏差e及得到电压偏差率ec，对电压偏差和电压偏差率进行模糊化处理。根据实际电场实验数据以及模糊算法要求，对电压偏差e设定三个模糊子集为：温度偏差大、温度偏差适中、温度偏差小，对电压偏差率ec设定三个模糊子集为：温度变化快、温度变化适中、温度变化小。对模糊算法的输出变量v设定五个模糊子集为：转速快速增加、转速缓慢增加、转速不变、转速缓慢下降、转速快速下降。

根据现场经验及实验数据得出模糊控制规则为：

1.如果检测得到的电压比设定电压低，则说明钢管表面的温度比设定温度小，执行模糊控制器的输出子集为：转速快速下降；

2.如果检测得到的电压与设定电压相等，电压偏差率适中，则说明钢管表面的温度符合设定温度，执行模糊控制器的输出子集为：转速不变；

3.如果检测得到的电压比设定电压高，则说明钢管表面内的温度比设定温度大，执行模糊控制器的输出子集为：转速快速增加；

4.如果检测得到的电压与设定电压相等但电压偏差率变化慢，则执行模糊控制器的输出子集为：转速缓慢下降；

5. 如果检测得到的电压与设定电压相等但电压偏差率变化快，则执行模糊控制器的输出子集为：转速缓慢增加。

根据模糊规则，针对不同的钢管表面的温度值情况，通过PLC控制输出不同的变频电机转速，从而实现保证水喷淋系统的稳定性和能源利用的最优。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。