专利名称：蒸汽养护自动化温控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动化温控系统，尤其涉及一种用于混凝土生产中蒸汽养护过程的自动温控系统。
背景技术：
混凝土产品应用广泛，其生产过程一般需要进行蒸汽养护。近年来，新型的混凝土产品不断涌现，它们对养护有特别要求。我国幅员辽阔，四季温差大，使用自然养护法具有不确定性，养护温度波动大、养护时间不定都不能够保证混凝土的质量，必须采用规定的温度工艺曲线和规定的时间进行养护，以便在不同的环境中保证产品质量，提高生产效率，因此混凝土的蒸汽养护过程显得十分重要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种精确度高、灵活性好的混凝土蒸汽养护自动化温控系统，解决生产中劳动强度大、温控不准确、容易产生误差等问题。按照本发明提供的技术方案，所述蒸汽养护自动化温控系统，包括养护室，混凝土产品位于养护室内，在养护室内敷设蒸汽管道，在控制室内设置的工控机和控制电柜，控制电柜内装设温控仪表，所述温控仪表与工控机相连，并且，所述温控仪表的输入端连接测量养护室内温度的温度传感器以及测量混凝土产品表面温度的表面传感器，温控仪表的输出端连接电动调节阀；所述电动调节阀安装于蒸汽管道的入口，用于调节蒸气流量；所述温度传感器实时测量的养护室温度值和表面传感器测量的混凝土的表面温度值传送到控制电柜中的温控仪表，再传送给工控机，工控机将接收到的温度值与设定的温度工艺曲线比较，调整电动调节阀的开度，使养护室内的温度和混凝土的表面温度达到规定值。所述温控仪表包括嵌入式微处理器，所述嵌入式微处理器的输入端通过输入接口电路连接多个温度变送器，温度变送器的输入端分别与养护室内的温度传感器和表面传感器相连；所述嵌入式微处理器的输出端通过功放与电动调节阀连接。所述工控机采用的温度调节策略是PID算法与专家经验相结合根据对象特性及工艺要求，设计若干条控制规则，利用“ IF…THEN··· ”语句来表述一条一条的专家规则，预先将规则下的调整方法及调整参数存储于工控机中；所述专家规则根据当前偏差e (η)及其变化率Δ e (η)的大小，决定控制方式和是否需修改比例系数ΚΡ、积分增益K1和微分增益 KD;控制过程中，工控机不需按系统辨识结果或某一目标函数整定PID参数，而是按当前状态对基本PID参数进行调整。所述工控机能够分别设定多个养护室的参数，并对每个养护室进行独立控制。本发明的优点是同时对多个混凝土的养护室进行蒸汽养护的自动化温度控制， 也可以分别对某一个养护室的混凝土产品进行特殊的养护。所有混凝土产品的蒸汽养护工作可通过位于控制室的工控机进行全功能的远程控制，温控数据可长期保存，随时查询，任意打印曲线和表格等。由于该系统对各养护室的控制从硬件上是分开的，因此大大提高了系统的可靠性。
图1为本系统的电路结构图。图2为本系统的工作状态示意图。图3为温控仪表的硬件结构图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1和图2所示，本自动化温控系统设置在生产厂的车间内，包括养护室6，混凝土产品9位于养护室6内，在养护室6内敷设蒸汽管道11，其特征是在控制室内设置的工控机1和控制电柜4，控制电柜4内装设温控仪表，所述温控仪表与工控机1相连，并且，所述温控仪表的输入端连接测量养护室内温度的温度传感器7以及测量混凝土产品9表面温度的表面传感器8，温控仪表的输出端连接电动调节阀5 ；所述电动调节阀5安装于蒸汽管道11的入口，用于调节蒸气流量。工控机1与控制电柜4相连，通过有线通信方式发出温度控制指令。工控机1能够分别设定多个养护室6的参数，并对每个养护室6进行独立控制。本自动化温控系统通过对高温高压蒸汽的控制来实现对混凝土生产过程的温度控制。通过对养护室内温度、混凝土表面温度的测量，进行温度跟踪监控。同时以温度一时间曲线显示各种温度变化情况。如图2所示，本自动化温控系统在控制室内设置工控机1、显示器2、打印机3和控制电柜4。采用工控机1作为系统的自动化硬件平台。控制电柜4内装设温控仪表，它一方面与工控机1通信，另一方面采集温度信号，并发出控制电动调节阀5的命令。在养护室6 内敷设的蒸汽管道11呈蛇形排列，其流量由电动调节阀5控制，使蒸汽连续喷出。在养护室6内安装温度传感器7，用于测量室内温度。在混凝土产品9的上表面安放表面传感器 8，用于测量混凝土产品9的表面温度。当一块混凝土产品9浇注完毕，等待一段时间后，在其表面安放表面传感器8。在基座10上等距安放混凝土产品9。工控机1根据工艺要求设置控制参数，从控制室发出启动蒸养命令。将温度传感器7实时测量的养护室6温度信号和表面传感器8测量的混凝土产品9的表面温度传送到控制电柜4中的温控仪表，并通过有线通信传送给工控机1，工控机1将接收到的温度值与设定的温度工艺曲线比较，通过控制算法，调整电动调节阀5的开度，使养护室6内的温度和混凝土 9的表面温度达到规定值。如图3所示，是温控仪表的硬件框图，它内置嵌入式微处理器，具有实时操作系统，能够智能化地及时、快速处理现场信号。所述嵌入式微处理器的输入端通过输入接口电路连接多个温度变送器，温度变送器的输入端分别与养护室6内的温度传感器7和表面传感器8相连；所述嵌入式微处理器的输出端通过功放与电动调节阀5连接。当启动控制过程后，所述温控仪表依据工艺要求，实时测量养护室的温度和混凝土表面的温度，根据专家 PID控制算法，调整电动调节阀的开度，满足生产的工艺需要。同时将测量数据经通信口传送到工控机，做为历史数据保存在数据库中，用于制作报表和查阅。温度调节策略是根据专家PID控制算法制定的，它是PID算法与专家经验的结合。 PID算法能够有效地调节线性系统的控制过程，但对于非线性、大滞后的系统效果不明显。 利用专家系统知识库输出修正PID参数，改变PID控制方式以达到最佳PID控制效果。根据对象特性及工艺要求，设计了若干条控制规则，利用“ IF…THEN··· ”语句来表述一条一条的专家规则，预先将规则下的调整方法及调整参数存储于工控机1中。专家控制规则根据当前偏差e(n)及其变化率Ae (η)的大小，决定控制方式和是否需修改比例系数ΚΡ、积分增益 K1和微分增益KD。控制过程中，工控机1不需按系统辨识结果或某一目标函数整定PID参数，而是按当前状态对基本PID参数进行调整。将专家的经验总结成控制规律，融入到PID 控制中，使P、I、D三个参数在线自调整，不仅使得温控仪表使用更方便，而且提高了控制精度。工控机1能够分别设定多个养护室的参数，满足不同产品生产的要求。既可以同时发出蒸养命令，也可以分别发出对某一个养护室的控制命令。当某个蒸养过程结束时发出提示，提醒工作人员进入下道工序。生产管理技术人员通过输入密码登录管理界面，将所需的控制参数按一定格式输入到工控机里。杜绝一切无关人员的误操作，确保工艺数据的绝对安全性。本自动温控系统所有的动作与步骤都事先经过编程，生产过程程序化，数据采集自动化，按照程序自动控制，达到无人参与的目的，且具有数据记录、数据查询、数据存储、 报表打印等功能，从而提高温度准确性和生产效率，降低成本。
权利要求
1.蒸汽养护自动化温控系统，包括养护室(6)，混凝土产品(9)位于养护室(6)内，在养护室(6)内敷设蒸汽管道(11)，其特征是在控制室内设置的工控机(1)和控制电柜(4)，控制电柜(4)内装设温控仪表，所述温控仪表与工控机(1)相连，并且，所述温控仪表的输入端连接测量养护室内温度的温度传感器(7)以及测量混凝土产品(9)表面温度的表面传感器(8)，温控仪表的输出端连接电动调节阀(5)；所述电动调节阀(5)安装于蒸汽管道(11) 的入口，用于调节蒸气流量；所述温度传感器(7)实时测量的养护室(6)温度值和表面传感器(8)测量的混凝土(9) 的表面温度值传送到控制电柜(4 )中的温控仪表，再传送给工控机(1)，工控机(1)将接收到的温度值与设定的温度工艺曲线比较，调整电动调节阀(5)的开度，使养护室(6)内的温度和混凝土(9)的表面温度达到规定值。
2.如权利要求1所述蒸汽养护自动化温控系统，其特征是，所述温控仪表包括嵌入式微处理器，所述嵌入式微处理器的输入端通过输入接口电路连接多个温度变送器，温度变送器的输入端分别与养护室(6)内的温度传感器(7)和表面传感器(8)相连；所述嵌入式微处理器的输出端通过功放与电动调节阀(5 )连接。
3.如权利要求1所述蒸汽养护自动化温控系统，其特征是，所述工控机采用的温度调节策略是PID算法与专家经验相结合根据对象特性及工艺要求，设计若干条控制规则，利用“ IF··· THEN··· ”语句来表述一条一条的专家规则，预先将规则下的调整方法及调整参数存储于工控机中；所述专家规则根据当前偏差e (η)及其变化率Ae (η)的大小，决定控制方式和是否需修改比例系数ΚΡ、积分增益K1和微分增益Kd ；控制过程中，工控机不需按系统辨识结果或某一目标函数整定PID参数，而是按当前状态对基本PID参数进行调整。
4.如权利要求1所述蒸汽养护自动化温控系统，其特征是，所述工控机(1)能够分别设定多个养护室(6)的参数，并对每个养护室(6)进行独立控制。
全文摘要
本发明提供了一种蒸汽养护自动化温控系统，包括养护室，混凝土产品位于养护室内，在养护室内敷设蒸汽管道，在控制室内设置的工控机和控制电柜，控制电柜内装设温控仪表，所述温控仪表与工控机相连，并且，所述温控仪表的输入端连接测量养护室内温度的温度传感器以及测量混凝土产品表面温度的表面传感器，温控仪表的输出端连接电动调节阀；所述电动调节阀安装于蒸汽管道的入口。本发明的优点是同时对多个混凝土的养护室进行蒸汽养护的自动化温度控制，也可以分别对某一个养护室的混凝土产品进行特殊的养护。所有混凝土产品的蒸汽养护工作可通过位于控制室的工控机进行全功能的远程控制，温控数据可长期保存，随时查询，任意打印曲线和表格等。
文档编号G05B19/418GK102366967SQ20111037546
公开日2012年3月7日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者于力革, 姚健, 朱建鸿, 高美凤 申请人:江南大学