[發(fā)明專利]熔爐智能控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610080673.8
• 申請日: 2006-05-25
• 公開（公告）號: CN101078914A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝興峰
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;徐嫻

1.一種熔爐智能控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括溫度測量單元、信號處理單元、執(zhí)行單元以及人機交互界面，所述溫度測量單元用于測量熔爐的當(dāng)前溫度值T；所述信號處理單元用于接收所述溫度測量單元測得的熔爐當(dāng)前溫度值T并根據(jù)該溫度值T向所述執(zhí)行單元發(fā)出控制命令；所述執(zhí)行單元接收所述信號處理單元的控制命令，并根據(jù)該控制命令控制熔爐加熱與否；人機交互界面與所述信號處理單元連接，用于顯示熔爐的過程參數(shù)，并接收輸入的控制系統(tǒng)的工作參數(shù)；

所述信號處理單元包括：存儲器、PWM控制信號發(fā)生器、升溫定時器、比較器、P控制器以及模糊控制器；所述存儲器用于存儲所述溫度測量單元感測的當(dāng)前溫度值T；所述PWM控制信號發(fā)生器用于生成PWM控制信號以控制所述執(zhí)行單元；所述升溫定時器用于設(shè)定升溫段時長；所述P控制器用于執(zhí)行P算法，以控制PWM控制信號發(fā)生器生成的PWM信號的占空比；所述模糊控制器用于執(zhí)行模糊算法，以控制PWM控制信號發(fā)生器生成的PWM信號的占空比；所述比較器用于比較一升溫段內(nèi)的當(dāng)前目標(biāo)溫度值T_K和存儲器中存儲的該升溫段內(nèi)的當(dāng)前溫度值T，如果當(dāng)前溫度值T和當(dāng)前目標(biāo)溫度值T_K之間的偏差X大于預(yù)設(shè)值，則利用P控制器執(zhí)行P算法，如果當(dāng)前溫度值T和目標(biāo)溫度的偏差X小于該預(yù)設(shè)值，則利用模糊控制器執(zhí)行模糊算法。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述溫度測量單元包括多個雙頭熱電偶和熱電偶模塊，二者通過補償導(dǎo)線連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述模糊控制器包括微分模塊、模糊量化模塊、查表模塊以及解模糊模塊，所述微分模塊用于接收當(dāng)前溫度值T和當(dāng)前目標(biāo)溫度值T_K之間的偏差X，對該偏差進(jìn)行相對于時間的微分運算，生成偏差變化量Y；所述模糊量化模塊用于接收當(dāng)前溫度值T與當(dāng)前目標(biāo)溫度值T_K之間的偏差X，以及所述微分模塊生成的偏差變化量Y，并對接收到的偏差X和偏差變化量Y進(jìn)行模糊量化；所述查表模塊用于根據(jù)預(yù)先存儲的查找表，通過模糊推理，結(jié)合偏差X和偏差變化量Y的存儲方式計算出模糊控制量Z的存儲地址，從該地址中讀出要求的模糊控制量Z；所述解模糊模塊用于對從查表模塊中讀出的模糊控制量Z進(jìn)行解模糊，將模糊控制量Z變換成能直接輸出的確定值，調(diào)節(jié)PWM控制信號的占空比。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述偏差X和偏差變化量Y的存儲方式包括按行存儲和按列存儲。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述模糊量化模塊對所述偏差X和/或偏差變化量Y進(jìn)行非線性量化。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述非線性量化時的隸屬度函數(shù)選用三角形。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述查表模塊對應(yīng)的模糊推理采用“IF......AND......THEN......”規(guī)則。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述解模糊模塊采用重心法進(jìn)行解模糊。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述信號處理單元進(jìn)一步包括PI控制器，用于在熔爐溫度接近設(shè)定溫度時控制PWM控制信號的占空比，消除穩(wěn)態(tài)誤差。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行單元包括隔離驅(qū)動器、固態(tài)繼電器以及加熱管，所述隔離驅(qū)動器與所述信號處理單元連接，用于根據(jù)信號處理單元輸出的控制信號驅(qū)動所述固態(tài)繼電器；所述固態(tài)繼電器在所述隔離驅(qū)動器的驅(qū)動下控制加熱管是否加熱；所述加熱管置于熔爐中。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制系統(tǒng)，其中，所述過程參數(shù)包括當(dāng)前溫度、當(dāng)前加熱時間、當(dāng)前運行算法；所述工作參數(shù)包括升溫速度、升溫段時長、設(shè)定溫度。