我公司粘膠長(cháng)絲烘干工序原采用雙金屬溫度計顯示烘干機內的溫度。雙金屬溫度計是一種測量中低溫度的現場(chǎng)檢測儀表，只是單純顯示溫度，并無(wú)自動(dòng)控制功能，通過(guò)溫度計刻度顯示了解烘干機內溫度高低，再根據經(jīng)驗手動(dòng)調節蒸汽閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調節烘干溫度。此方法全為人工操作調節烘干溫度，調節不及時(shí)、精que度低，不僅費時(shí)費力，而且烘干時(shí)間過(guò)長(cháng)或溫度過(guò)高會(huì )造成絲的顏色發(fā)黃、韌性變差。鑒于此方法存在的缺點(diǎn)，為了及時(shí)調整烘干溫度并保持烘干溫度的穩定，我們采用 PID 自整定控制儀取代了原來(lái)的雙金屬溫度計控制，烘干溫度調節及時(shí)、快速、精度高，并節約了烘干所需蒸汽用量，達到了較為理想的效果。

 

1 原烘干工序溫度控制系統

1. 1 原烘干溫度控制系統及溫度調節

        我公司粘膠長(cháng)絲烘干工序使用的是隧道式烘干機，機內設有有四個(gè)烘干段，每個(gè)烘干段有七個(gè)烘干區，每個(gè)烘干區的溫度各異。原采用雙金屬溫度計顯示各烘干區溫度，通過(guò)溫度計刻度顯示了解烘干機內溫度狀況，再根據經(jīng)驗手動(dòng)調節蒸汽閥門(mén)來(lái)調節烘干溫度。七個(gè)區的溫 度 要 求 為: 70℃、75℃、83℃、85℃、83℃、75℃、70℃，溫度偏差不能大于 ±2℃，調節時(shí)間不能超過(guò) 600s。如果溫度偏差大或溫度不穩定，將影響絲餅的烘干效果而降低成品絲質(zhì)量。烘干工序溫度控制系統如圖1 所示。

        如一區的烘干溫度設定為 70℃，其溫度調節曲線(xiàn)如圖 2 所示 (見(jiàn)下頁(yè))。

        從圖 2 可以看到，當溫度低于設定溫度在68℃以下時(shí)，因為是人工調節所以可能要經(jīng)過(guò)120s 或更長(cháng)的滯后時(shí)間才開(kāi)始調節，再經(jīng)過(guò)600s 時(shí)間的調節才能基本達到設定值，調節后大約還有0.4℃的溫度偏差。在調節的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)5 次溫度振蕩，溫度振幅#高可達6.5℃。

 

1. 2 原烘干溫度控制系統存在的問(wèn)題

        原烘干溫度調節為人工調節，當溫度出現偏差未能及時(shí)發(fā)現，就有可能出現較大的溫度偏差，從發(fā)現偏差到完成溫度調節的時(shí)間過(guò)長(cháng)，且要經(jīng)過(guò)多次調節才能基本達到設定溫度，調節過(guò)程中的溫度振幅也不能控制。歸納起來(lái)系統存在的問(wèn)題是:

        ①溫度調節不及時(shí)且調節過(guò)程時(shí)間過(guò)長(cháng);

        ②振幅大、振蕩次數多，調節精度低。

 

2 PID 自整定控制儀在烘干工序溫度控制中的應用

        鑒于使用雙金屬溫度計系統控制粘膠長(cháng)絲烘干溫度存在的問(wèn)題，我們以 PID 自整定控制儀取代了雙金屬溫度計。因為 PID 控制儀可根據被控對象 (如溫度、壓力)，自動(dòng)演算出#佳 PID 控制參數，來(lái)改變輸出電流的大小，輸出給執行機構 (如閥門(mén)等) 來(lái)實(shí)現控制功能，適用各種測量控制場(chǎng)合。我們采用昌暉 SWP － NS． NST80 PID 控制儀，利用溫度傳感器把溫度值轉換為 4 ～20mA 電信號輸出到 PID 控制儀，設定值與實(shí)際值對比，再經(jīng)過(guò) PID 控制儀控制輸出電流大小來(lái)調節蒸汽閥門(mén)開(kāi)度，控制蒸汽量的大小，使烘干區保持恒定的溫度。PID 控制儀烘干溫度控制系統如圖 3 所示。

        在烘干工序的溫度調節控制中，溫度傳感器檢測溫度并把溫度信號轉化成 4 － 20mA 的電信號輸出給 PID 自整定控制儀，控制儀根據溫度的變化而自動(dòng)演算出#佳 PID 控制參數，從而改變輸出電流的大小來(lái)實(shí)現自動(dòng)控制，保證烘干區溫度達到設定要求且精度高。其控溫過(guò)程為: 當烘干區內溫度受外界擾動(dòng)或改變溫度設定值時(shí)，實(shí)際溫度與設定值之間就有偏差，就要調節蒸汽閥門(mén)的開(kāi)度大小，改變蒸汽輸出量來(lái)調節溫度。開(kāi)始溫度偏差較大時(shí)，PID 溫度控制儀輸出電流大，蒸汽閥門(mén)開(kāi)度大，烘干區內溫度上升的快; 當溫度逐漸接近設定值，偏差也逐漸減小，這時(shí)電流輸出較小，蒸汽閥門(mén)開(kāi)度變小，溫度向設定值靠近; 只要溫度偏差還存在，隨著(zhù)時(shí)間延續，電流就自動(dòng)達到某一個(gè)值，直至溫度偏差等于零，并維持蒸汽閥門(mén)適宜的開(kāi)度。如一區的烘干溫度設定為 70℃，PID 自整定控制儀溫度調節曲線(xiàn)如圖 4 所示。

        

        從圖 4 可以看出，當溫度低于設定溫度在68℃以下時(shí)，PID 自整定控制儀及時(shí)作出調節，沒(méi)有滯后時(shí)間，調節時(shí)間 180s 就達到設定值，且不存在溫度偏差。在調節過(guò)程中僅經(jīng)過(guò) 3 次溫度振蕩，而且溫度振幅#高為 4℃�？梢�(jiàn)，PID 自整定控制儀在烘干溫度出現偏差時(shí)能夠及時(shí)調節，且調節時(shí)間短、振幅小、振蕩次數少、精度高。

 

3 PID 自整定控制儀在烘干工序應用的效果

 

3. 1 保持烘干溫度穩定效果顯著(zhù)

        在粘膠長(cháng)絲烘干工序應用 PID 自整定控制儀后，與以前采用雙金屬溫度計相比，PID 控制儀優(yōu)勢明顯。當烘干溫度出現偏差，PID 控制儀立刻進(jìn)入調節狀態(tài)，不存在滯后時(shí)間，而且溫度調節時(shí)間短、振幅小、振蕩次數少、調節精度高，對保持烘干溫度的穩定其效果非常顯著(zhù)。

 

        原雙金屬溫度計控制系統和現有 PID 自整定控制儀控制系統對烘干溫度調節的對比如下表所示:

        由上表數據可見(jiàn)，PID 控制系統明顯優(yōu)于雙金屬溫度計系統。

 

3. 2 節省人工

        原雙金屬溫度計控制系統因為無(wú)自動(dòng)控制功能，烘干溫度的調節完全是依靠操作工不定時(shí)的巡查來(lái)觀(guān)測烘干機各烘干區溫度變化并進(jìn)行手動(dòng)調節，生產(chǎn)現場(chǎng)需要 6 人來(lái)分工協(xié)作。采用 PID 自整定控制儀控制系統后，完全實(shí)現了烘干溫度的自動(dòng)控制，只需 1 人來(lái)維護管理。并且，烘干溫度調節整個(gè)過(guò)程不需要操作工參與，不會(huì )受人為因素影響，保證了溫度調節的穩定性。

 

3. 3 節約蒸汽

        采用 PID 自整定控制儀控制烘干溫度后，蒸汽閥門(mén)開(kāi)度根據烘干溫度變化自動(dòng)調整，避免了過(guò)量輸出蒸汽，比原控制系統節約蒸汽量在 40%以上。