钢管涂覆温度模糊控制系统的制作方法

技术领域:

本发明涉及一种钢管涂覆温度控制系统。

技术背景：

钢管在成型后，需要在钢管表面做防腐处理，在钢管涂覆前，工艺要求钢管表面必须加热到所要求的温度。常规方法是工人直接用测温笔在钢管表面画线，观察温度是否达到工艺要求。但是这种方法控制滞后太大且安全性也差，控制精度很难做到精细化。

由于防腐涂覆系统的非线性、复杂性及多变形，使得控制难度较大，存在很大的滞后性。本发明使用模糊控制算法，建立专家数据库，使得控制响应速度更快，控制效果实时性大大加强，保证温度控制的精确性同时增强安全。

技术实现要素：
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本发明针对上述所述控制方法的缺点，将采集的钢管表面温度值作为判断温度是否达到要求的依据，应用模糊控制算法，将现场经验及实验数据融合进控制器中，实现钢管涂覆表面温度的智能控制。具有控制简便，很好地适应防腐线钢管涂敷工作时的复杂状况并取得良好的控制效果。

本发明的目的主要通过以下技术方案来实现：

本发明中，温度传感器信号采集电路得到相应的电压信号，输送给plc芯片变成数字量，通过与预设的电压量进行比较判断当前的钢管涂覆表面温度大小，plc芯片得出电压的偏差及电压偏差变化率；

本发明中，plc由得到的电压偏差及电压偏差率根据模糊算法算出相应的控制信号并转换成对应的加热炉输出温度，从而控制加热炉的温度变化快慢，实现实时快速的控制钢管涂覆表面温度。

附图说明：

附图1是本发明的系统原理图

附图2是本发明的模糊控制算法流程图

具体实施方式：

结合附图详细介绍钢管涂覆温蒂模糊控制系统及控制方法。

如图1所示：温度传感器信号采集电路（1）检测得到钢管表面的温度信号转换成的电压信号与plc控制电路（2）相连，plc控制电路（2）与加热炉（3）相连，加热炉（3）与加热炉加热电阻连在一起，供电电源电路（5）与plc控制电路（2）相连，plc控制电路（2）通过固定在plc芯片里的模糊控制算法（4）得到加热炉输出温度，经加热炉（3）输出对应的温度来控制钢管表面温度。

如图2所示：plc将检测到的电压值和之前输入plc里面的专家库给定电压值进行比较；从而得到的相应的电压偏差e及得到电压偏差率ec，对电压偏差和电压偏差率进行模糊化处理。根据实际电场实验数据以及模糊算法要求，对电压偏差e设定三个模糊子集为：温度偏差大、温度偏差适中、温度偏差小，对电压偏差率ec设定三个模糊子集为：温度变化快、温度变化适中、温度变化小。对模糊算法的输出变量v设定五个模糊子集为：温度快速增加、温度缓慢增加、温度不变、温度缓慢下降、温度快速下降。

根据现场经验及实验数据得出模糊控制规则为：

1.如果检测得到的电压比设定电压低，则说明钢管表面温度比设定温度小，执行模糊控制器的输出子集为：温度快速增加；

2.如果检测得到的电压与设定电压相等，电压偏差率适中，则说明钢管表面的温度符合设定温度，执行模糊控制器的输出子集为：温度不变；

3.如果检测得到的电压比设定电压高，则说明钢管表面温度比设定温度大，执行模糊控制器的输出子集为：温度快速下降；

4.如果检测得到的电压与设定电压相等但电压偏差率变化慢，则执行模糊控制器的输出子集为：温度缓慢增加；

5.如果检测得到的电压与设定电压相等但电压偏差率变化快，则执行模糊控制器的输出子集为：温度缓慢下降。

根据模糊规则，针对不同的钢管涂覆表面温度值情况，通过plc控制输出不同的加热炉输出温度，从而实现保证涂覆系统的稳定性和安全性。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种钢管涂覆温度模糊控制系统，包含步骤如下：1）温度传感器电路输出经电压采集电路转化的相应电压信号，输送给PLC芯片的A/D转换电路变成数字量，通过与预设的电压量进行比较判断钢管涂覆表面温度是否达到预设要求，PLC芯片得出电压的偏差及电压偏差变化率；2）PLC由得到的电压偏差及电压偏差率根据模糊算法算出相应的控制信号并转换成对应的加热炉输出温度，从而实现对钢管涂覆表面温度的控制。其中模糊算法包含：温度传感器输入电压值的模糊化，模糊控制规则，模糊控制量的清晰化。本发明能够使钢管涂覆温度控制简便，温度控制效果最佳，减少人力成本，很好地适应其工作时非线性、多变性及复杂性的特点。

技术研发人员：杨炜;杨建勋;鲁通;陈月陵
受保护的技术使用者：中国科学院电工研究所无锡分所
技术研发日：2017.11.09
技术公布日：2018.03.16