本发明专利技术公开了一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法及装置，该方法是采用集中监测，分散控制的方式；所述集中监测是将所有PLC收集的现场数据以及PLC本身的状态数据通过总线网络集中到总控计算机，通过总控计算机实现控制系统全局范围的动态监测；所述分散控制是当还原蒸馏炉内夹套温度处于大偏差状态时，采用位式Bang-Bang控制方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处于中偏差状态时，采用模糊控制方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处于小偏差状态时，采用PID控制方式。本发明专利技术为大滞后、大惯性、时变、非线性温度控制系统提供了一种控制策略，以保证温度控制的精度。
【技术实现步骤摘要】
一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法及装置
本专利技术涉及一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法及装置，属于大惯性温度控制技 术领域。
技术介绍
现有海绵钛行业还原蒸馏炉温度通常由PLC/DCS的模拟量输出来调节调功器晶 闸管的导通角，以调节炉内加热电阻丝加热功率，从而使温度参数满足工艺要求。海绵钛生 产过程中，对炉内夹套温度的控制精度要求相当高，温度的控制精度直接影响到产品的纯 度。由于炉内夹套温度系统具有大滞后、大惯性、时变、非线性、反应机理复杂等特点，尚未 出现精确的数学模型，其控制系统的设计一直是控制界的一个热点与难点。目前，大都是采 用在上位机人工调节，不论是在节能降耗还是在精度方面都得不到理想的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法及装置，为大滞后、 大惯性、时变、非线性温度控制系统提供了一种控制策略，以保证温度控制的精度，从而克 服现有技术的不足。 本专利技术的技术方案： 本专利技术的一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法为，该方法是采用集中监测，分散控制 的方式；所述集中监测是将所有PLC收集的现场数据以及PLC本身的状态数据通过总线网 络集中到总控计算机，通过总控计算机实现控制系统全局范围的动态监测；所述分散控制 是当还原蒸馏炉内夹套温度处于大偏差状态时，采用位式Bang-Bang控制方式，当还原蒸 馏炉内夹套温度处于中偏差状态时，采用模糊控制方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处于小 偏差状态时，采用PID控制方式。 前述方法中，所述还原蒸馏炉内夹套温度T与工艺要求的恒定温度T2之差的绝对 值|e|大于或等于阀值ε i时为大偏差状态；还原蒸馏炉内夹套温度Τ与工艺要求的恒定温 度!^之差的绝对值|e|大于阀值ε2且小于阀值 ει时为中偏差状态；还原蒸馏炉内夹套 温度Τ与工艺要求的恒定温度1~2之差的绝对值|e|小于或等于阀值ε 2时为小偏差状态。 前述方法中，所述模糊控制方式采用二维模糊控制器，二维模糊控制器具有两个 输入变量，一个输出变量；将还原蒸馏炉夹套内温度之差e及炉内温度变化率Ec作为输入 变量，二维模糊控制器输出变量为加热功率U。 前述方法中，所述大偏差状态、中偏差状态和小偏差状态的控制方式由总控计算 机根据计算机内安装的组态软件的运行结果自动进行转换。 用于上述方法的本专利技术的一种还原蒸馏炉内夹套温度控制的装置为，该装置包括 Bang-Bang控制器、模糊控制器和PID控制器；Bang-Bang控制器、模糊控制器和PID控制器 的输出端经晶闸管与夹套内的加热装置连接，Bang-Bang控制器、模糊控制器和PID控制器 的输入端与切换装置连接，切换装置与总控计算机连接。 前述装置中，所述总控计算机内安装有组态软件。 前述装置中，所述还原蒸馏炉夹套内设有PLC检测装置，PLC检测装置经信号采集 装置与总控计算机连接。 与现有技术相比，本专利技术分三段对还原蒸馏炉夹套内温度进行控制，当还原蒸馏 炉夹套内温度处于大偏差时采用位式Bang-Bang控制方式，有利于加快调节速度，系统响 应快；当还原蒸馏炉夹套内温度处于中偏差时采用模糊控制方式，有利于抑制系统产生超 调；当还原蒸馏炉夹套内温度处于小偏差时采用PID控制方式，有利于消除系统静差和抑 制干扰，保证控制精度。本专利技术为大滞后、大惯性、时变、非线性温度控制系统提供了一种控 制策略，以满足海绵钛行业还原蒸馏炉的温度控制。 【附图说明】 图1是本专利技术的控制流程示意图； 图2是本专利技术所用装置的结构示意图； 图3是模糊控制器的结构示意图； 图4是还原蒸馏过程对温度的工艺要求示意图。 附图中的标记为：Ι-Bang-Bang控制器，2-模糊控制器，3-PID控制器，4-晶闸管， 5-还原蒸馏炉夹套内的加热装置，6-切换装置，7-总控计算机，8-信号采集装置。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明，但不作为对本专利技术的任何限制。 本专利技术的实施例：本专利技术的一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法为，该方法是采 用集中监测，分散控制的方式；所述集中监测是将所有PLC收集的现场数据以及PLC本身的 状态数据通过总线网络集中到总控计算机，通过总控计算机实现控制系统全局范围的动态 监测；所述分散控制是当还原蒸馏炉内夹套温度处于大偏差状态时，采用位式Bang-Bang 控制方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处于中偏差状态时，采用模糊控制方式，当还原蒸馏炉 内夹套温度处于小偏差状态时，采用PID控制方式。所述还原蒸馏炉内夹套温度T与工艺 要求的恒定温度!^之差的绝对值|e|大于或等于阀值 ει时为大偏差状态；还原蒸馏炉内 夹套温度Τ与工艺要求的恒定温度Τ2之差的绝对值| e |大于阀值ε 2且小于阀值ε i时为 中偏差状态；还原蒸馏炉内夹套温度T与工艺要求的恒定温度T2之差的绝对值| e |小于或 等于阀值ε 2时为小偏差状态。所述模糊控制方式采用二维模糊控制器，二维模糊控制器具 有两个输入变量，一个输出变量；将还原蒸馏炉夹套内温度之差e及炉内温度变化率Ec作 为输入变量，二维模糊控制器输出变量为加热功率U。所述大偏差状态、中偏差状态和小偏 差状态的控制方式由总控计算机根据计算机内安装的组态软件的运行结果自动进行转换。 用于上述方法的本专利技术的一种还原蒸馏炉内夹套温度控制的装置为，该装置包括 现有技术中的Bang-Bang控制器1、模糊控制器2和PID控制器3 ;制作时，将Bang-Bang控 制器1、模糊控制器2和PID控制器3的输出端经晶闸管4与夹套内的加热装置5连接，将 Bang-Bang控制器1、模糊控制器2和PID控制器3的输入端与切换装置6连接，将切换装 置6与总控计算机7连接，总控计算机7可采用现有技术中的普通电脑、工业控制电脑或单 片机；制作时，按传统的方式，可直接将现有技术中的组态软件安装在总控计算机7内，作 为控制程序使用。为了达到更好的控制效果，在还原蒸馏炉夹套内安装一个现有的PLC检 测装置，并将PLC检测装置经信号采集装置8与总控计算机7连接即成。 下面对本专利技术作进一步的说明： 图4是还原蒸馏过程对温度的工艺要求示意图，图中横坐标是时间坐标，纵坐标是温 度坐标。由图1可见，在还原蒸馏过程中，还原蒸馏炉夹套内温度T变化包括预热段、升温 段、恒温段和冷却段。其中升温段和恒温段对产品的影响最大，本专利技术主要是对升温段和恒 温段进行精确控制。 图2是本专利技术所用的装置，由图可见，该装置主要包括Bang-Bang控制器1、模糊控 制器2和PID控制器3 ; 当还原蒸馈炉内夹套温度处于大偏差状态（|e|彡ε。时，采用位式Bang-Bang控制 方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处于中偏差状态（ε2< |e| < h)时，采用模糊控制方式， 当还原蒸馏炉内夹套温度处于小偏差状态（|e|彡ε2)时，采用PID控制方式。三种控制方 式的切换通过切换装置6进行切换，切换装置6与总控计算机7连接。总控计算机7内安 装有组态软件。Bang-Bang控制器1、模糊控制器2和PID控制器3的输入端与切换装置6 连接，模糊控制器2和PID控制器3的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法，其特征在于：该方法是采用集中监测，分散控制的方式；所述集中监测是将所有PLC收集的现场数据以及PLC本身的状态数据通过总线网络集中到总控计算机，通过总控计算机实现控制系统全局范围的动态监测；所述分散控制是当还原蒸馏炉内夹套温度处于大偏差状态时，采用位式Bang‑Bang控制方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处于中偏差状态时，采用模糊控制方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处于小偏差状态时，采用PID控制方式。
【技术特征摘要】
1. 一种还原蒸馏炉内夹套温度控制方法，其特征在于：该方法是采用集中监测，分散 控制的方式；所述集中监测是将所有PLC收集的现场数据以及PLC本身的状态数据通过总 线网络集中到总控计算机，通过总控计算机实现控制系统全局范围的动态监测；所述分散 控制是当还原蒸馏炉内夹套温度处于大偏差状态时，采用位式Bang-Bang控制方式，当还 原蒸馏炉内夹套温度处于中偏差状态时，采用模糊控制方式，当还原蒸馏炉内夹套温度处 于小偏差状态时，采用PID控制方式。2. 根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述还原蒸馏炉内夹套温度T与工艺要求 的恒定温度T2之差的绝对值|e|大于或等于阀值ε i时为大偏差状态；还原蒸馏炉内夹套 温度T与工艺要求的恒定温度1~2之差的绝对值|e|大于阀值ε 2且小于阀值￡1时为中偏 差状态；还原蒸馏炉内夹套温度Τ与工艺要求的恒定温度Τ2之差的绝对值| e |小于或等于 阀值ε2时为小偏差状态。3. 根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述模糊控制方式采用二维模糊控制器，二 维模糊控制器具...
【专利技术属性】
技术研发人员：李柱作，
申请(专利权)人：贵阳铝镁设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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