适用高速铁路轨道板水养自动恒温控制系统及其应用的制作方法

文档序号:25535361发布日期:2021-06-18 20:28阅读:183来源:国知局
技术特征:

1.适用高速铁路轨道板水养自动恒温控制系统,其特征在于:包括若干组水养池单元,每组水养池单元中包括池体,池体内安装有蒸汽加热管,蒸汽加热管上设有蒸汽截止阀,池体设置一个电动球阀,电动球阀进气端连接蒸汽截止阀,蒸汽加热管通过温度控制系统控制温度;

温度控制系统由一台工控机和两套plc系统组成,两套plc系统分别控制两个水养区域。

2.如权利要求1所述的适用高速铁路轨道板水养自动恒温控制系统,其特征在于:所述的温度控制系统包括远程控制模式和本地控制模式,远程控制模式接收来自中控的启动信号后自动启动运行,并自动更新自己的状态区数据、本地数据库和中控数据库;

本地控制模式由本工位电控箱启动运行,并更新自己的状态区数据、本地数据库和中控数据库,本地控制模式具有自动和手动两种控制方式,平板电脑将水养数据推送到中控数据库中,且本地留有水养数据备份。

3.如权利要求1或2所述的适用高速铁路轨道板水养自动恒温控制系统,其特征在于:所述的温度控制系统监控水养池的温度,温度控制器根据养水池内水温度设定温度曲线,按照pid控制模式,自动调节加热阀门控制水池温度。

4.如权利要求3所述的适用高速铁路轨道板水养自动恒温控制系统的应用,其特征在于:所述的pid控制模式于取样时间到达后的该次扫描才执行pid运算动作,控制过程如下:

步骤一,s1:目标值(sv),s2:现在值(pv),16位指令s3~s3+19、32位指令s3~s3+20:参数全部设定完成后开始执行pid指令,其结果暂存于d当中;

d的内容为指定无停电保持功能的数据寄存器区域,若要指定具停电保持的数据寄存器区域,将程序开头加入将该停电保持区域的数据寄存器作初始化清除为0;

步骤二,pid计算公式:

当s3+4控制模式选择为k0,k1,k2及k5。

pid的运算分成自动,正向动作,逆向动作3种,正向动作和逆向动作由s3+4的内容来指定,与pid运算有相关的设定值也是由s3~s3+5所指定的寄存器来设定;

pid的表达式:

其中pv(t)s表示pv(t)的微分值,以表示e(t)的积分值,当动作方向选择正向或逆向动作时,当e(t)值小于等于0,则被视为0;

动作方向pid演算方式正向动作、自动e(t)=sv(t)-pv(t)逆向动作e(t)=pv(t)-sv(t)

s表示微分的动作,其动作定义为现在pv值减去前次pv值后,再除以取样时间之动作;另外1/s表示积分的动作,其动作定义为前次积分值加上这次偏差量乘以取样时间的值;g(s)表示受控装置。

s3+4为k0~k2,k5的控制方块:采用监看测定值(pv)的微分状况,当测定值(pv)变化量过大时,则本指令将会降低输出值(mv)的输出。

其中,mv:输出值

kp:比例增益

e(t):偏差量

pv:测定值

sv:目标值

kd:微分增益

pv(t)s:pv(t)t的微分值

ki:积分增益

et:e(t)的积分值

步骤三:当s3+4控制模式选择为k3及k4时,温度控制专用功能之公式介绍:

表达式将改为

其中偏差量固定为

e(t)=sv(t)-pv(t)

1/ki表示除以ki的功能,1/kp的符号表示除以kp的功能;

当取样时间(ts)设定为4秒(k400)时,则表示输出值(mv)的输出范围为k0~k4000之间,并且搭配的gpwm指令的周期时间设定值设为4秒(k4000)。

在控制温度的环境下调整各项参数时,先选择k3自动调整功能,等到指令内部调整完毕后,功能选择自动会设定为k4,再依控制结果修改成更佳的参数。

调整kp、ki及kd三个主要参数时(s3+4为k0~k2,k5),先调整kp值,而ki及kd值先设定为0,调整到可控制时,再依序由小到大调整ki值、由小到大及kd值。


技术总结
本发明涉及一种适用高速铁路轨道板水养自动恒温控制系统及其应用,包括若干组水养池单元,每组水养池单元中包括池体,池体内安装有蒸汽加热管,蒸汽加热管上设有蒸汽截止阀,池体设置一个电动球阀,电动球阀进气端连接蒸汽截止阀,蒸汽加热管通过温度控制系统控制温度,温度控制系统由一台工控机和两套PLC系统组成,两套PLC系统分别控制两个水养区域。该系统应分为两种控制模式:远程控制模式和本地控制模式,以适应不同的工艺参数要求,达到养护效果。

技术研发人员:陈晓鹏;贾有权;甘生俊;唐舸;王立明;赵帅;李春雨;王培;崔好林;崔婷婷;王紫萱;生成元;刘宝坤;李桐;张瑞雨;马宇航;于涛
受保护的技术使用者:中铁九局集团有限公司
技术研发日:2021.03.17
技术公布日:2021.06.18
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