基于PLC的加热炉热过程专家控制的实现

幸小莉

摘 要：随着我国工业化的不断发展，现代化、自动化水平的不断提高，在国内和国外的工业现场里出现了不同方式的关于机器控制的方式，尤其是在可编程逻辑控制器PLC的控制方式上，出现了一些新型的自动化技术。而在我国PLC系统得到了广泛的普及的同时，在加热炉热过程中很好的嵌入了专家控制，使得控制理论和系统更加先进、完善。本文将从我国目前基于PLC可编程逻辑控制系统的加热炉热技术出发，浅析基于PLC的加热炉热过程中专家控制的实现。

关键词：PLC；加热炉热过程；专家控制

社会主义工业化快速发展的今天，工业体系上的自动化实现过程变得越来越复杂，对于可编程逻辑控制系统也出现越来越多的挑战，传统意义上的控制模式已经不能满足在生产生活过程中对于可控制系统的要求。正是在这种背景下，为了更好的避免传统控制技术把受控对象的数据模型作为前提的模式，下面我将在这里分析基于PLC的加热炉热过程中专家控制方式，并具体研究我国目前这种加热炉热过程中的专家控制。

1 计算机控制系统的组成

基于可编程逻辑控制器PLC的加热炉热过程专家控制系统中，没有采用单片机的形式，而是运用了下位机和上位机。

下位机主要应用S7-400的可编程逻辑控制系统的PLC，应用范围及其广泛。对工业现场能够及时处理，捕捉到一定的检测控制信息，并依此调节信号，送往执行器。这样加热炉热过程中就能够有调节煤气的热气流量和调节室内外空气参数的功能。

在上位机上，运用了一般性的台式计算机，采用Wincc开发的上位形式的检测系统，能够及时地对工业现场进行各项工作的处理和设置，包括计算机的存储、显示、打印，还有报警系统处理，加热炉热的控制等。尽管我们可以了解到在专家控制系统中的上位机和下位机的功用，但是我们还不能很好的了解怎样的实现对数据的监控和捕捉。

2 加热炉热过程中专家控制的实现

基于可编程逻辑控制器的加热炉热过程专家控制系统中，专家控制器是关键和核心，主要作用是通过系统进行数据的捕捉和采集，调节空气、数字的滤波，对加热炉的气压调节、换热控制器的防护以及调节量的自学习等。加热炉热过程中的专家控制能够根据实时监控和采集的数据信息，经过完整的数据处理后，会对整个基于PLC加热炉热过程的工作状况进行分析，通过相应的信号呼出方式，实现输出板块的控制执行器的煤气热流量参数和空气调节的参数，这样使整个加热炉保持持续稳定的工作状态。整个控制器主要是从给定量中输入，经过传感器过渡到加热炉，然后数据输出。具体的操作系统由数据库、信息采集处理、推理机构和控制规则集组成。

由于工作环境的影响，加热炉专家控制系统会长期的处在高温的状态下，使得执行起来存在问题，在不同的情况下，执行的效果就有所不同。调节量自学习项目能够实现对设定量的自行调节修订，使得调节量始终保持在可执行的区域内。反馈调节量在设定调节控制量的下限内，保持调节自学习修订。

2.1 控制规则集

很多专家和技术娴熟的工人，比较透彻地了解加热炉的特性及原理，具有较强的操作能力和丰富的经验，通常运用可行性较高的产生式规则、解析的形式以及其间的模糊关系等方式，来规定和描述所要控制的对象的基本特征。这种现代化的方式具有处理信息定性强、定量稳定、精准度高等优良特点。

通过实际的研究和发现，在工人实际的经验分析的基础上，运用产生式规则“如果（这是条件），那么（这是结果）”组合成我们所要阐述的控制规则集。加热炉在工作的过程中，其煤气产生的压强和流量，以及空气所在压强和流量，各阶段的换热器、炉内的温度等相关的参数都必须经过高精度的数据收集和处理，从而总结出工作过程中的炉温所在的设定值的误差、升温的时间、烟的温度和先前预定值的不同。空燃比是一个较为特殊的参数，需要对加热炉设定值和很多的变量进行全面、细致、综合的比较与分析，从而得出需要的结论，制定出合理的调控指令和目标。而模糊关系通过对各阶段的分级变量、温度差的分析，分成了三个级别。而对温差过高时又分为两个级别，常温状态下又可以分为四个级别。换热器前温度和温度升高的速率如果处于不同的阶段，又可以分为不同的等级。根据以上所述的这些情况，可以很明显地得出加热炉所具有的控制规则集，能够用表格的形式正确地表现出来。

2.2 信息的获取与处理过程

得到信息的方式主要有以下几种：通过闭环控制系统反馈信息以及在上位机中输入信息。加热炉运用了热电偶，检测出各个阶段的温度，接着对先前温度的设定值，得出实际的误差大小，并通过一系列的计算，最终得出需要的空燃比。同时，这种处理方式可以在一个周期内平均各种参数值，得出有效的信息数据，为整个加热炉的工作提供稳定的环境。

3 总结

总而言之，运用PLC控制系统及专家控制后，其工作的效率比较好，能够保持长时间的平稳运行，使整个加热炉在工作期间高速率的运转。与此同时，操作工人们亦可以轻松简便的执行，只要在主控室轻轻一按，就可以判断出哪些部位出现了故障以及迅速找到解决的方法。相信经过科研者的不断努力，基于PLC的加热炉热过程专家控制这一系统，一定可以得到更好地完善。

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