英國(guó)WEST溫控器P8100-3700002

 控制器P8160的加熱和水冷卻非線性溫度控制設(shè)計(jì) 

WEST公司是世界500強(qiáng)企業(yè)美國(guó)DANAHER集團(tuán)下屬公司，WEST公司的溫控器可達(dá)到千分之一精度，與大多數(shù)國(guó)外溫控器相比有更好的性價(jià)比，在紡織定型機(jī)、窯爐、塑料、電線電纜行業(yè)中應(yīng)用廣范。WEST公司專門針對(duì)塑料擠出機(jī)設(shè)計(jì)的溫度控制器P8160，在借鑒傳統(tǒng)PID控制，引進(jìn)模糊規(guī)則的算法和實(shí)現(xiàn)方式，包括參數(shù)模糊化、模糊規(guī)則推理、參數(shù)解模糊、PID控制器等幾個(gè)重要組成部分，控制器P8160的模糊PID溫度控制結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。計(jì)算機(jī)根據(jù)參考輸入和反饋信號(hào)，計(jì)算實(shí)際溫度和理論溫度之間的偏差以及當(dāng)前的偏差變化速度，在模糊推理器中借助模糊經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模糊推理，模糊推理器輸出PID控制器的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)，把它們作為當(dāng)前控制器的參考進(jìn)行PID控制，由于每一次控制時(shí)控制器的參數(shù)都是根據(jù)具體控制情況進(jìn)行實(shí)時(shí)修正的，因而能夠做到控制作用的*效果。
  控制器P8160的模糊PID溫度控制結(jié)構(gòu)框圖
采用該控制原理的溫度控制器P8160，通過(guò)對(duì)塑料擠出機(jī)加熱和水冷卻過(guò)程模糊規(guī)則的調(diào)用，可以有效控制冷卻過(guò)程中的水汽化冷卻產(chǎn)生的非線性作用效果，如圖5所示的塑料擠出機(jī)加熱和水冷卻過(guò)程P8160的模糊傳統(tǒng)的PID溫度控制曲線，可以看到P8160升溫過(guò)程平穩(wěn)，解決了積分飽和問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)控制溫度不過(guò)沖；當(dāng)改變?cè)O(shè)定點(diǎn)溫度，降溫過(guò)程迅速，過(guò)沖較小，而且在再次到達(dá)設(shè)定點(diǎn)時(shí)間短，控制溫度波動(dòng)小，使整個(gè)主機(jī)溫度控制達(dá)到擠出溫度的要求，增加物料固體輸送率，穩(wěn)定塑料擠出量，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量。

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  針對(duì)設(shè)備的診斷功能 
  P8160 除了提供針對(duì)儀表本身的診斷功能外（例如輸入故障檢測(cè)、回路報(bào)警等），還提供創(chuàng)新的、針對(duì)設(shè)備的診斷功能。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)壽命報(bào)警，是根據(jù)部分控制加熱或冷卻的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是有機(jī)械壽命的（例如繼電器、電磁閥等），在超出或接近使用壽命時(shí)，會(huì)引發(fā)各種故障或產(chǎn)生誤動(dòng)作，造成控制失效而設(shè)計(jì)的。P8160 *了執(zhí)行機(jī)構(gòu)壽命報(bào)警功能，通過(guò)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)提示設(shè)備維護(hù)人員及時(shí)對(duì)易損器件進(jìn)行維護(hù)，從而縮短設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)率。另外環(huán)境超溫報(bào)警功能，設(shè)定了溫控儀表都有環(huán)境溫度的指標(biāo)（例如P8160 是0-55℃）。當(dāng)工作環(huán)境溫度超出允許范圍時(shí)，可能會(huì)造成控制芯片程序不穩(wěn)定或者電子元器件的失效，使得無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)定溫度控制任務(wù)。P8160 提供環(huán)境超溫報(bào)警功能，當(dāng)環(huán)境溫度>55℃時(shí)，儀表會(huì)有報(bào)警提示，及時(shí)提醒操作員或設(shè)備維護(hù)人員對(duì)控制柜的不正常狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)。 
參數(shù)設(shè)置“向?qū)?rdquo;功能 
  針對(duì)同一應(yīng)用，不同儀表所需要設(shè)置的參數(shù)基本上大同小異，但參數(shù)界面往往卻大不相同。對(duì)于使用人員而言，學(xué)習(xí)和熟悉一款新的儀表就有可能需要較長(zhǎng)的一段時(shí)間。P8160 充分地考慮了用戶的這種顧慮，在儀表中設(shè)計(jì)了快速參數(shù)設(shè)置“向?qū)?rdquo;功能如圖7所示，將應(yīng)用中zui常用的16 個(gè)參數(shù)單獨(dú)放置在參數(shù)設(shè)置“向?qū)?rdquo;界面中。OEM 的調(diào)試人員可以通過(guò)該界面的引導(dǎo)快速完成儀表常用參數(shù)的設(shè)置，顯著縮短設(shè)備出廠前儀表設(shè)置和調(diào)試的時(shí)間。