La siguiente es una solución integral para mejorar la eficiencia del controlador de temperatura, que se expone desde cuatro dimensiones: diseño de hardware, algoritmos de control, integración de sistemas y gestión de operación y mantenimiento:

I. optimización del rendimiento del hardware

1. selección y diseño de sensores

Red de sensores de alta precisión: se utiliza una matriz de resistencias de platino Pt100 o termistores ntc, que se coopera con un circuito de filtro digital para eliminar la interferencia acústica y controlar el error de medición de temperatura dentro de ± 0,1 ° c. El despliegue distribuido multipunto puede capturar los cambios de gradiente de temperatura espacial.

Embalaje de respuesta rápida: use silicona térmica para sellar la cabeza del sensor y acortar la ruta de conducción de calor; Para las condiciones de alta temperatura, se instala una manga protectora de acero inoxidable y se llena de grasa de silicona de alta conductividad térmica.

2. actualización del órgano ejecutivo

El relé de estado sólido (ssr) reemplaza los contactos mecánicos: se selecciona la SSR de contacto cero, y la vida útil del interruptor alcanza más de 10 veces para evitar la pérdida de arco. Con el circuito de conducción de aislamiento de acoplamiento óptico, se realiza el control de encendido y apagado de microsegundos.

Ajuste de potencia de conversión de frecuencia: en escenarios de alta potencia, se utiliza un módulo IGBT para construir un regulador de potencia, que realiza un ajuste de tensión gradual a través de la modulación de ancho de pulso pwm, lo que reduce la contaminación armónica en comparación con el control tradicional de cambio de fase del tirón.

3. reconstrucción del sistema de disipación de calor

Disipación de calor compuesta por refrigeración por aire activo + refrigeración por líquido: integración de turboventiladores en miniatura (velocidad ≥ 1500rpm) en la superficie del dispositivo de potencia, con radiadores de aleación de aluminio ranurados; Los nodos clave están dispuestos con canales de circulación refrigerados por agua, utilizando soluciones de Etilenglicol para quitar el calor residual.

Diseño asistido por simulación térmica: el software flowerm se utiliza para simular la distribución del campo de flujo de aire, optimizar el ángulo y la distancia de las aletas de disipación de calor y reducir la temperatura de unión en 20 - 30 grados celsius.

2. aplicación de algoritmos de control avanzados

1. control de fusión multimodal de la EIP

Estrategia de parámetros variables eip: establecer una base de datos de parámetros de temperatura - propiedades físicas, cuando se detecta que el cambio de capacidad térmica del objeto controlado supera el umbral, se cambia automáticamente al Grupo de parámetros EIP en las condiciones de trabajo correspondientes.

Mecanismo de compensación de alimentación hacia adelante: para las fluctuaciones cíclicas de la carga (como el ciclo de apertura y cierre del molde de la máquina de moldeo por inyección), se añade el predictor Smith para frenar la perturbación, y el exceso se puede reducir a 1 / 3 del control convencional.

2. control inteligente del aprendizaje

Modelado de redes neuronales: adquisición de datos de operación histórica para entrenar redes neuronales bp, establecimiento de un modelo dinámico de tiempo de retraso Tau y coeficiente de inercia, y corrección en tiempo real de la cantidad avanzada de valor establecido.

Sistema experto de autoregulación: incrustar una base de reglas difusas, identificar automáticamente la etapa del proceso de acuerdo con las características de la velocidad de calentamiento y la desviación en estado estable, y llamar al plan de control correspondiente.

3. tecnología de corrección no lineal

Procesamiento de linealización por secciones: ajuste polinómico de la curva de compensación del extremo frío del termómetro, utilizando el método de tabla de búsqueda en lugar del cálculo aproximado tradicional, eliminando el error acumulado causado por la no lineal.

Control de despacho de ganancia: implementar el ajuste de ganancia variable en un rango de gran diferencia de temperatura para superar el problema del retraso de fase del sistema de retraso puro.

III. innovación en la integración de sistemas

1. arquitectura de computación de borde

Unidad de procesamiento de datos local: configure el mcu del núcleo ARM Cortex - m7, ejecute el sistema operativo rtos ligero, complete la adquisición de datos, filtrado, operación EIP y otras tareas para reducir la carga del ordenador superior.

Optimización colaborativa en la nube: acceso a la plataforma industrial de Internet a través del Protocolo modbus rtu, extracción del mejor conjunto de parámetros de control mediante minería de Big data, realización de la evolución inteligente grupal entre dispositivos.

2. innovación en la interacción hombre - computadora

Interfaz de interfaz de usuario adaptativa: desarrollo de herramientas de configuración gráfica basadas en qt, soporte de programación de diagrama de flujo de arrastre, el usuario puede personalizar la curva de control de temperatura de varios programas (hasta 8 puntos de inflexión por sección).

Diagnóstico remoto ar: gafas de realidad mixta Microsoft hololens integradas, el personal de mantenimiento puede ver el Estado interno del modelo de dispositivo tridimensional a través de la operación de gesto y localizar rápidamente el punto de falla.

3. sistema de protección de la seguridad

Protección contra la sobretemperatura de tres niveles: alerta temprana de primer nivel (temperatura actual > límite de Seguridad × 90%) activa la alarma de sonido y luz; Operación de reducción de segundo nivel (corte de carga no esencial); Parada de emergencia de tercer nivel (desconecte El contactor de alimentación principal).

Concepto de diseño redundante: los canales de medición de temperatura independientes de dos canales son copias de seguridad entre sí, y cualquier canal cambia automáticamente al circuito de repuesto cuando falla para garantizar el funcionamiento continuo del sistema.

IV. estrategias de gestión de operaciones y mantenimiento

1. sistema de mantenimiento preventivo

Indicador de evaluación de la salud: definir MTB ≥ 50.000 horas como valor objetivo, contar mensualmente el número de fallos de cada módulo para generar informes de fiabilidad.

Ciclo de reemplazo de piezas vulnerables: se recomienda reemplazar el módulo de silicio controlable cada dos años y limpiar el polvo acumulado en el ventilador de disipación de calor una vez al año para evitar la atenuación del rendimiento causada por el Envejecimiento.

2. Plataforma de monitoreo de eficiencia energética

Visualización del consumo de energía en tiempo real: aumentar el chip de medición de energía eléctrica ade7978, recoger el voltaje, la corriente, la Potencia activa y otros parámetros, y dibujar la curva de consumo de energía diaria / semanal / mensual.

Análisis del potencial de ahorro de energía: comparar el consumo de energía por unidad de producción bajo diferentes estrategias de control, identificar los enlaces anormales de consumo de energía y proponer soluciones de mejora.

3. sistema de capacitación del personal

Sistema de certificación jerárquica: establecer tres niveles de calificación de operador primario (dominar la operación básica de arranque y parada), técnico intermedio (familiarizado con el método de ajuste de parámetros) e ingeniero superior (competente en diagnóstico de fallas y diseño de transformación).

Entrenamiento de simulación virtual: construir una Sala de computadoras virtual unity3d, simular el proceso de tratamiento de emergencia en diversas condiciones de trabajo y acortar el ciclo de puesta en marcha de los nuevos empleados.