基于专家PID的隔爆试验配气系统研究与开发

发布时间：2020-09-09 19:39

　　防爆电气设备是指在爆炸危险场所使用的电气设备,结构上能防止由于在使用中产生火花、电弧或危险温度成为爆炸性混合物的引燃源,广泛应用于煤矿、危险化学品及涉爆粉尘场所。防爆电气设备中,隔爆型电气设备使用范围最广,其隔爆性能优劣直接影响到整个使用场所的安全性。为了准确、高效地验证隔爆电气设备的隔爆性能,开展隔爆试验配气系统的研究尤为重要。本文针对单位现有隔爆试验设备(Ф1.6m试验槽)存在的配气稳定性差、配气时间长等问题,分析了现有隔爆试验配气系统的原理及工艺特点,提出了本次配气系统总体研究目标;通过对现有隔爆试验设备配气系统流量配气法的分析,进一步改进了配气工艺,采用分压配气法与流量配气法相结合的配气方式,运用专家知识与积分分离PID控制算法,完成了基于专家PID的隔爆试验配气系统的设计方案。在配气系统设计方案的基础上,按配气系统的功能进行软硬件模块规划,根据模块功能特点进行软硬件设计。硬件部分包括上位机监控单元、下位机控制单元、配气执行单元。软件基于上位机LabVIEW软件及下位机STEP 7编程软件联合设计开发,采用模块化编程的思想,设计完成配气逻辑控制、三元气体流量控制、空压机/冷干机/真空泵控制、PID控制算法、数据采集以及数据记录等模块。为验证改进后配气系统的稳定性、配气效率等性能指标,在Ф1.6m隔爆试验槽(以下简称:试验槽)中进行了配气系统的验证试验。结果表明,本文提出的基于专家PID的配气方式,提高了“外壳耐压试验”的配气稳定性;基于流量配气法与分压配气法结合的配气新工艺,节省了“内部点燃不传爆试验”的配气时间。
【学位单位】：长沙矿山研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM50;X932
【部分图文】：

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图 2-1现有内部点燃不传爆试验配气流程程验中“内部点燃不传爆试验”配气环节采用槽样同进气”环节耗时过长。分压配气法的求，缩短“抽真空”时间，且进气时间短。可弥补流量配气法在这两个环节耗时过长的分压配气法配气精度低的缺陷。因此，改造量配气相结合的配气工艺。试验工艺流程如程分为以下 7个步骤：槽与试验样品内部抽负压，负压值依公式（量配气法按比例配制二元可燃性试验气体；燃性试验气体达到要求配比后，充入试验槽压状态后停止进气；量配气法配制符合表 2-1要求的试验气体；

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图 2-2改进后内部点燃不传爆试验配气流程图型电气设备的“内部点燃不传爆试验”为例充入可燃气体含量为（12.5±0.5）%的空气-和氢气的占比分别为（58±1）%和（42±1）充入纯可燃气时，若将甲烷的进气流量设氢气的进气量则应设定为 72.5L/min，以实现-4），可得：1 2P P C混示某种可燃气体在试验槽内的压力，Pa；示可燃性气体与空气的混合气体在试验槽内示可燃性气体在给定容积 V下的含量。.5%，P2=-1atm=-0.101325MPa，可得P1=-0.0-0.0127MPa，再向试验槽内充入占比分别烷和氢气至常压。为确保试验槽及试验样品法配气阶段，将采用配置好的含量为（12.5

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论文第二章配气气系统控制方案有配气系统控制方案有隔爆试验配气系统采用基于流量配气法的开环控制方案。通过气路流量控制器的开度，在配气过程中设置好的开度为恒定值。和大气压环境下，开环控制能够满足配气试验要求，但稳定性差浓度不符合要求时，只能根据经验手动调整配气参数。配气原理

【参考文献】