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AI-808調(diào)節(jié)器在液位自動(dòng)化控制上的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2013-01-22瀏覽次數(shù):1576返回列表


AI-808調(diào)節(jié)器在液位自動(dòng)化控制上的應(yīng)用

江西銅業(yè)公司永平銅礦 林玉清 熊國(guó)林
摘要:本文從應(yīng)用的角度出發(fā),介紹了國(guó)產(chǎn)AI-808人工智能調(diào)節(jié)器的性能、參數(shù)設(shè)置以及在液位檢測(cè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制 調(diào)節(jié)器 超聲波
前言

在江西銅業(yè)公司永平銅礦選礦廠尾礦原有四個(gè)砂泵池采用了液位自動(dòng)控制,因控制系統(tǒng)中所用E27系列進(jìn)口調(diào)節(jié)器價(jià)格昂貴,隨著調(diào)節(jié)器內(nèi)部元件的逐漸老化,故障率明顯增加。采用國(guó)產(chǎn)儀表取代進(jìn)口調(diào)節(jié)器已成為當(dāng)務(wù)之急。2001年1月份,選礦廠經(jīng)過分析和比較,次在尾礦泵池液位控制上試用國(guó)產(chǎn)AI-808人工智能調(diào)節(jié)器,與VEGASON52K液位計(jì)、DFD-1000手操器和ZKJ-210執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同組成了二號(hào)泵站3#泵池液位自動(dòng)控制系統(tǒng),經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)整定,成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)泵池液位自動(dòng)控制,取得了良好的效果。

AI-808調(diào)節(jié)器簡(jiǎn)介

AI-808型調(diào)節(jié)器是國(guó)產(chǎn)較的儀表,內(nèi)部采用了高性能的ASIC芯片和模塊化硬件設(shè)計(jì),在輸入、輸出信號(hào)上均采用了數(shù)字校正技術(shù),以消除穩(wěn)定性較差的可調(diào)電阻所帶來(lái)的誤差;通過自動(dòng)調(diào)零技術(shù)的應(yīng)用可長(zhǎng)期使用而不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,測(cè)量數(shù)字穩(wěn)定;具有多種輸入、輸出規(guī)格和報(bào)警方式設(shè)置。不僅具備手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換操作功能,還具備手動(dòng)自整定和顯示輸出值等,以及用作伺服放大器直接控制閥門位置的比例輸出,電源可在85-264VAC(50-60HZ)寬范圍內(nèi)波動(dòng),在強(qiáng)干擾的環(huán)境下也能保證測(cè)量的精度和工作的穩(wěn)定性。

泵池液位自動(dòng)控制與接線原理

泵池液位自動(dòng)控制和接線原理分別如圖1、圖2所示

        

     
泵池液位自動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn),是由VEGASON52K液位計(jì)將檢測(cè)到的液位信號(hào),轉(zhuǎn)換成4-40mA的電流輸出信號(hào),經(jīng)電阻進(jìn)到調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器作數(shù)據(jù)分析處理后,根據(jù)控制功能參數(shù)的設(shè)置要求,驅(qū)動(dòng)中間繼電器1ZJ或者2ZJ,控制ZKJ-210執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、后轉(zhuǎn),調(diào)節(jié)砂泵液力耦合器的油量,從而達(dá)到增大或減少砂泵輸出功率,穩(wěn)定泵池液面的目的。
 

AI-808調(diào)節(jié)器參數(shù)功能及設(shè)置說明
 AI-808調(diào)節(jié)器參數(shù)功能
正確設(shè)置AI-808調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)是液位能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵,共有23個(gè)參數(shù)需要放置,8個(gè)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)需要定義,各參數(shù)代號(hào)、含義和設(shè)定值如表1所示

表1 AI-808調(diào)節(jié)器參數(shù)功能表
參數(shù)代號(hào) 參數(shù)含義 設(shè)定值
HIAL      上限值報(bào)警        85(見說明1)
LOAL      下限值報(bào)警        50(見說明2)
DF       回差           0.3
CTRL      控制方式         5(見說明3)
M5       保持參數(shù)         2.0
P        速率參數(shù)         2
T        滯后時(shí)間         3 秒
CTL       輸出周期         4 秒
SN        輸出規(guī)格         33(見說明4)
DIP       小數(shù)點(diǎn)位置        1
DIL       輸入下限顯示值      0
DIH       輸入上限顯示值      100
SC       主輸入平移修正      0
OPI       輸出方式         5(見說明5)
OPL       輸出下限         0
OPH       輸出上限         100
ALP       報(bào)警輸出設(shè)定       15(見說明6)
CF       系統(tǒng)功能選擇       15
ADDR      通訊地址         0
BAUD      通訊波特率        9600
DL       輸入數(shù)字濾波       1
RUN       運(yùn)行狀態(tài)及上電顯示處理  1(見說明7)
LOC       參數(shù)修改級(jí)別       1(見說明8)
EP1—EP8    現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)定義        (見說明9)
 

 設(shè)置說明
① 上限報(bào)警值的設(shè)定根據(jù)泵池液位的控制要求而定,且需要考慮操作人員處理問題時(shí)間。
② 下限報(bào)警值的設(shè)定是為了防止打空泵或空氣進(jìn)入泵內(nèi),提前發(fā)出報(bào)警的信號(hào)。
③ CTRL=5,表示AI-808調(diào)節(jié)器作為伺服放大器作用,儀表將測(cè)量值直接作為輸出值輸出。
④ 輸入規(guī)格Sn=33,表示輸入為1-5VDC信號(hào)。
⑤ OPI=5,表示無(wú)閥門反饋信號(hào)的位置比例輸出,由主輸出及報(bào)警1控制繼電器直接驅(qū)動(dòng)ZKJ-210執(zhí)行機(jī)構(gòu)正、反轉(zhuǎn)。
⑥ ALP=15,表示上、下限報(bào)警均由AL2輸出,且在下顯示器交替顯示報(bào)警符號(hào)(高HIAL,低LOAL),使操作人員能迅速了解儀表報(bào)警原因。
⑦ RUN=1,表示儀表工作在自動(dòng)狀態(tài)
⑧ 參數(shù)修改級(jí)別,LOC=1,表示可顯示查看現(xiàn)場(chǎng)參數(shù),不允許修改,但允許設(shè)置給定值,通過參數(shù)鎖功能的設(shè)定,預(yù)防了無(wú)關(guān)人員亂動(dòng)而影響儀表的正常運(yùn)行。
⑨ 當(dāng)儀表的參數(shù)設(shè)置完畢后,大多數(shù)參數(shù)將不再需要現(xiàn)場(chǎng)工人進(jìn)行設(shè)置,并且現(xiàn)場(chǎng)操作工對(duì)許多參數(shù)不理解,有可能產(chǎn)生誤操作而將參數(shù)更改成錯(cuò)誤的數(shù)值,影響儀表的正常工作。故對(duì)操作工可以理解需要改動(dòng)的參數(shù)通過EP1-EP8定義1-8個(gè)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)給操作工使用。
儀表的安裝與調(diào)試
 VEGASON52K超聲波液位計(jì)
先將儀表進(jìn)行上電檢查,根據(jù)泵池現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際液位變化進(jìn)行程序參數(shù)的設(shè)置,如所測(cè)介質(zhì)的類型、量程、輸出方式等,并按技術(shù)要求作好安裝前的模擬調(diào)校,使液位的高低與輸出信號(hào)成線性相關(guān)變化。由于尾礦泵池屬開口容器,在制作探頭位架時(shí),必須考慮到儀表與容器壁之間保持一定的距離,即要避開檢測(cè)的盲壓;且保持傳感器的中心軸線與介質(zhì)表面垂直。同時(shí),在超聲波傳感器的錐形發(fā)射角內(nèi)不能有其他雜物件,以避免產(chǎn)生虛假回波而影響測(cè)量的準(zhǔn)確度。
 DFD手操器與ZKJ-210執(zhí)行器的調(diào)試
DFD-1000型電動(dòng)操作器是采用“開關(guān)操作制”的原理進(jìn)行手/自動(dòng)的切換和操作的,當(dāng)切換開關(guān)處于手動(dòng)位置時(shí),①、②輸入端分別與⑾、⑿輸出端開路,由操作開關(guān)控制⑾、⑿端是否得電,并根據(jù)位置反饋信號(hào)的大小來(lái)控制通電時(shí)間的長(zhǎng)短;當(dāng)切換開關(guān)處于自動(dòng)位置時(shí),①與⑾相通,②與⑿相通。而由AI-808調(diào)節(jié)器來(lái)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)ZJK-210,從而達(dá)到AI-808調(diào)節(jié)器根據(jù)液位變化來(lái)控制ZKJ-210角行程,調(diào)節(jié)砂泵輸出功率,穩(wěn)定泵池液位。
在儀表按要求接好控制線后,對(duì)ZKJ-210執(zhí)行器的角行程與位置反饋信號(hào)的變化的一致性進(jìn)行調(diào)校,通過粗調(diào)和電位器細(xì)調(diào),使執(zhí)行器角行程零位的滿量程分別對(duì)應(yīng)4-20m成線性變化輸出(在DFD表頭有指示),并用操作器手動(dòng)操作進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)檢查1XC和2XC行程限位開關(guān)是否達(dá)到規(guī)定技術(shù)限位要求。
 
 系統(tǒng)調(diào)試
動(dòng)態(tài)系統(tǒng)調(diào)試是實(shí)現(xiàn)液位自動(dòng)控制重要的一步。先檢查AI-808調(diào)節(jié)器能否通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制調(diào)節(jié),以及執(zhí)行器正、反轉(zhuǎn)控制方向的一致性,再檢查液位高低報(bào)警功能、行程控制開關(guān)限位和保護(hù)功能是否正常,液位的測(cè)量指示正確否?在完成手動(dòng)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)后,將泵池液面通過手動(dòng)控制穩(wěn)定在工藝要要求的區(qū)域范圍內(nèi)變化,先把DFD-1000手操器投向自動(dòng)控制,再將AI-808投入自動(dòng)觀看自控系統(tǒng)能夠根據(jù)液位的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行相應(yīng)的跟蹤調(diào)節(jié),在此基礎(chǔ)上再啟動(dòng)自整定功能,以獲得佳的系統(tǒng)控制參數(shù)。待自整定結(jié)束后,將系統(tǒng)控制參數(shù)記錄好,同時(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行必要的密碼鎖定。
效果
經(jīng)過2個(gè)多月的實(shí)際運(yùn)行和跟蹤考核,液位自動(dòng)控制完全達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求,且由于增設(shè)了低位報(bào)警功能,還能起到預(yù)防砂泵打空泵的作用。
結(jié)語(yǔ)

原泵池液位自控系統(tǒng)由于E27系列調(diào)節(jié)器設(shè)備的老化,控制環(huán)節(jié)多,不僅設(shè)備(進(jìn)口)投資大(1臺(tái)調(diào)節(jié)器1.4萬(wàn)元),且因采用了伺服放大器(價(jià)值1千元)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),故障率比較高。而用國(guó)產(chǎn)AI-808調(diào)節(jié)器,投資成本僅2千元(含應(yīng)用功能模塊),僅為進(jìn)口調(diào)節(jié)器七分之一,還可以省去一臺(tái)伺服放大器,數(shù)字顯示直觀,操作簡(jiǎn)便,備有高低報(bào)警輸出,提高了自動(dòng)控制的功能和穩(wěn)定性。

 
推薦刊登《銅業(yè)工程》