流化床物料恒溫控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，特別涉及一種流化床物料恒溫控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的流化床物料溫控方案有兩種:
進(jìn)風(fēng)恒溫控制:通過PID調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)溫度使其達(dá)到恒定，物料溫度不參與控制。干燥過程如下圖1所示，該方案控制簡單，適用于耐溫范圍較寬的物料，特別是在干燥工藝中物料溫度會(huì)隨著含水量降低而逐漸升高的特性可直接用來作為干燥終點(diǎn)條件。但是該方案物料溫度不能恒定，要進(jìn)行恒溫干燥難度大，需要操作員手動(dòng)干預(yù)；并且在制粒/包衣工藝中，物料含水量與噴漿過程相關(guān)，物料溫度更難穩(wěn)定，人工調(diào)節(jié)工作量大，物料溫度波動(dòng)會(huì)造成藥品密度、含水量不均勻，成品率下降。
[0003]直接物料恒溫控制:通過PID調(diào)節(jié)物料溫度使其到達(dá)恒定，進(jìn)風(fēng)溫度不參與控制。干燥過程如下圖2所示，該方案采用PID算法通過物料溫度偏差直接控制加熱器的輸出，物料溫度能夠恒定在一定范圍內(nèi)，但進(jìn)風(fēng)溫度不受控。過高(或過低)的進(jìn)風(fēng)溫度傳遞到物料底部，會(huì)造成物料局部過熱(或過冷)從而造成物料損壞(如圖3所示)。故該方案使用面較窄，僅能用于耐溫范圍很寬的一類物料，實(shí)際產(chǎn)品中較少采用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服以上的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種流化床物料恒溫控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明提供一種流化床物料恒溫控制系統(tǒng)，其包括進(jìn)風(fēng)溫度測量器、進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器、物料溫度測量器以及物料溫度設(shè)定器，所述物料溫度測量器以及物料溫度設(shè)定器通過加減器與物料溫度PID控制模塊連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度測量器以及進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器通過加減器與進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊依次連接定位器、加熱裝置、進(jìn)風(fēng)處理器后與物料倉連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度測量器的測量端與進(jìn)風(fēng)處理器的輸出端連接，所述物料溫度測量器的測量端與物料倉的輸出端連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器與進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊之間串聯(lián)物料恒溫開啟模塊，物料溫度PID控制模塊與物料恒溫開啟模塊串聯(lián)可動(dòng)態(tài)調(diào)整溫差的控制模塊，所述控制模塊分別與進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器、物料溫度設(shè)定器以及通過加減器連接后的進(jìn)風(fēng)溫度測量器和物料溫度測量器連接。
[0006]所述控制模塊接收進(jìn)風(fēng)溫度傳感器以及物料溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測到的動(dòng)態(tài)溫度差。
[0007]所述進(jìn)風(fēng)溫度測量器采用溫度傳感器。
[0008]所述物料溫度測量器采用溫度傳感器。
[0009]本發(fā)明還公開了一種用于上述的流化床物料恒溫控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟如下:一、通過物料溫度設(shè)定器設(shè)定物料溫度SV2，通過進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器設(shè)定進(jìn)風(fēng)溫度SV1，通過物料溫度測量器獲取實(shí)際物料溫度PV2，通過進(jìn)風(fēng)溫度測量器獲取實(shí)際進(jìn)風(fēng)溫度PVl ;
二、開啟物料恒溫開啟模塊； 三、首先通過物料溫度PID控制模塊獲得溫度值VI，然后對進(jìn)風(fēng)溫度測量器和物料溫度測量器進(jìn)行計(jì)算獲得動(dòng)態(tài)溫度Λ PV,同時(shí)控制模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)采集進(jìn)風(fēng)和物料的實(shí)際溫度差，并通過進(jìn)風(fēng)和物料溫度的設(shè)定值計(jì)算出帶溫限的給定值，即變化后進(jìn)風(fēng)溫度的新設(shè)定值 SVl ；
四，將新設(shè)定值SVl輸入進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊，并計(jì)算得到控制溫度V2，并將控制溫度V2輸出到加熱裝置。
[0010]步驟三中，物料溫度PID控制模塊通過Vl=PID (SV2，PV2)獲得溫度值VI。
[0011]步驟三中，ΛPV=PV1-PV2。
[0012]步驟三中控制模塊設(shè)定上限H=SVU下限L=SV2、動(dòng)態(tài)溫限M=SV2+ Δ PV,首先通過判定動(dòng)態(tài)溫限M處于M>H、M〈L或者H>M>L，分別進(jìn)行M=H、M=L或者M(jìn)=H設(shè)定，其次通過判斷是否處于動(dòng)態(tài)下限模式或動(dòng)態(tài)上限模式，分別進(jìn)行L=M或H=M設(shè)定，最后得出SVI=SCALe(VI，H，U。
[0013]所述步驟四中，V2=PID(SV1，PV1)。
[0014]當(dāng)所述物料恒溫開啟模塊未開啟時(shí)，直接跳過步驟三，進(jìn)行步驟四。
[0015]發(fā)明的有益效果是:在保證物料溫度恒定的情況下，進(jìn)風(fēng)溫度實(shí)際值始終限定在物料溫度與進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定值之間，實(shí)現(xiàn)物料均勻受熱，能全面適用各種溫度范圍的物料。
【附圖說明】
[0016]圖1是進(jìn)風(fēng)恒溫控制的干燥過程的示意圖。
[0017]圖2是直接物料恒溫控制的干燥過程的示意圖。
[0018]圖3是直接物料恒溫控制的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的流程示意圖。
[0021]圖6是本發(fā)明的效果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明:
如圖4所示，本發(fā)明提供一種流化床物料恒溫控制系統(tǒng)，其包括進(jìn)風(fēng)溫度測量器T2、進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器、物料溫度測量器T3以及物料溫度設(shè)定器，所述物料溫度測量器T3以及物料溫度設(shè)定器通過加減器與物料溫度PID控制模塊Kl連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度測量器T2以及進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器通過加減器與進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊K3連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊K3依次連接定位器Tl、加熱裝置E1、進(jìn)風(fēng)處理器BI后與物料倉B2連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度測量器T2的測量端與進(jìn)風(fēng)處理器BI的輸出端連接，所述物料溫度測量器T3的測量端與物料倉B2的輸出端連接，所述進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器與進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊K3之間串聯(lián)物料恒溫開啟模塊SI，物料溫度PID控制模塊Kl與物料恒溫開啟模塊SI串聯(lián)可動(dòng)態(tài)調(diào)整溫差的控制模塊K2，所述控制模塊K2分別與進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器、物料溫度設(shè)定器以及通過加減器連接后的進(jìn)風(fēng)溫度測量器T2和物料溫度測量器T3連接。
[0023]新增一級(jí)物料溫度PID控制模塊Kl，并在該物料溫度PID控制模塊后增加可動(dòng)態(tài)調(diào)整溫差的控制模塊K2?？刂颇KK2實(shí)時(shí)采集進(jìn)風(fēng)和物料的實(shí)際溫度差，并通過進(jìn)風(fēng)和物料溫度的設(shè)定值計(jì)算出帶溫限的給定值傳到進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊K3,再由進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊K3完成對加熱裝置的最終控制計(jì)算。
[0024]所述控制模塊K2接收進(jìn)風(fēng)溫度傳感器以及物料溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測到的動(dòng)態(tài)溫度差，進(jìn)風(fēng)溫度傳感器以及物料溫度傳感器通過加減器得出動(dòng)態(tài)溫差，Δ PV=PV1-PV2。
[0025]所述進(jìn)風(fēng)溫度測量器采用溫度傳感器，用于檢測進(jìn)風(fēng)溫度PVl。
[0026]所述物料溫度測量器采用溫度傳感器，用于檢測物料溫度PV2。
[0027]所述進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊和物料溫度PID控制模塊均基于PID控制原理設(shè)計(jì)的PID控制模塊。
[0028]本發(fā)明在保證物料溫度恒定的情況下同時(shí)保證進(jìn)風(fēng)可調(diào)可控，即通過物料恒溫開啟模塊SI確保物料一直處于恒溫狀態(tài)，然后通過控制模塊K2對進(jìn)風(fēng)溫度以及物料溫度的設(shè)定值，然后與實(shí)際溫差進(jìn)行計(jì)算，得出實(shí)時(shí)調(diào)控的進(jìn)風(fēng)溫度值，保證進(jìn)風(fēng)溫度的可調(diào)可控。
[0029]如圖5所示，一種用于上述的流化床物料恒溫控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟如下:一、通過物料溫度設(shè)定器設(shè)定物料溫度SV2，通過進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定器設(shè)定進(jìn)風(fēng)溫度SV1，通過物料溫度測量器T3獲取實(shí)際物料溫度PV2，通過進(jìn)風(fēng)溫度測量器T2獲取實(shí)際進(jìn)風(fēng)溫度PVl ；
二、開啟物料恒溫開啟模塊SI；
三、首先通過物料溫度PID控制模塊Kl獲得溫度值Vl，然后對進(jìn)風(fēng)溫度測量器T2和物料溫度測量器T3進(jìn)行計(jì)算獲得動(dòng)態(tài)溫度Λ PV,同時(shí)控制模塊Κ2進(jìn)行實(shí)時(shí)采集進(jìn)風(fēng)和物料的實(shí)際溫度差，并通過進(jìn)風(fēng)和物料溫度的設(shè)定值計(jì)算出帶溫限的給定值，即變化后進(jìn)風(fēng)溫度的新設(shè)定值SVl ；
四，將新設(shè)定值SVl輸入進(jìn)風(fēng)溫度PID控制模塊Κ3，并計(jì)算得到控制溫度V2，并將控制溫度V2輸出到加熱裝置El。
[0030]步驟三中，物料溫度PID控制模塊Kl通過Vl=PID (SV2，PV2)獲得溫度值VI。
[0031]工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于生產(chǎn)裝置的溫度、壓力、流量、液位等工藝變量常常要求維持在一定的數(shù)值上，或按一定的規(guī)律變化，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。PID控制模塊是根據(jù)PID控制原理對整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行偏差調(diào)節(jié)，從而使被控變量的實(shí)際值與工藝要求的預(yù)定值一致。
[0