一、概述
       涂層生產線中的前處理部分主要用來去除鋁箔表面殘留的油污和雜質，從而增加表面涂層時的附著力，其清洗方式有浸泡式和噴淋式兩種，但無論那種方式其儲液槽的補水過程均為斷續，且部分噴嘴直接與供水管相連，同時由于工藝要求水溫較高(40℃)，在泵的出口還安裝不銹鋼換熱器，故要求供水壓力相對穩定，以保證處理的效果。原供水泵采用全壓供水，由于儲液槽補水量波動很大，使得系統壓力不穩，不得不加大供水泵，而供水泵加大后，系統有時出現超壓多次造成換熱器及供水泵的損壞，從而影響了生產的正常運行，加大了維修成本。故在供水系統中采用智能儀表與變頻器組成閉環控制系統，不管用水量的大小，通過調節水泵的轉速，保持管網中水壓的基本恒定，保證了供水系統的正常工作。

二、設備選擇
1.宇電AI-808智能控制器
       AI儀表具有模糊邏輯PID調節及參數自整定功能的先進控制算法。在誤差大時，運用模糊法進行調節，以消除PID飽和積分現象；當誤差減小時，采用改進后的PID算法進行調節，并能在調節中自動學習和記憶被控對象的部分特征以使效果最優化。其具有無超調、高精度、參數確定簡單，對復雜對象也能獲得較好控制效果等特點，其整體調節效果比一般的PID算法更明顯。儀表的型號為AI-808EI4X3L2L2。
2.ECO變頻器
      ECO變頻器是SIEMENS公司推出的用于風機、水泵等設備調速節能運行的專用變頻器。其主要特點是：
（1）ECO變頻器安裝調試容易，維護和運行費用低。由于變頻器的特定功能使其產品的成本降至最小，價格便宜，降低了整套系統的成本。
（2）在運行噪聲的控制方面采用了自動開關頻率優化，從而降低電機運行時的噪聲。
（3）ECO變頻器針對風機、水泵節能運行的需要，設置了能量優化控制程序，為在運行中搜尋最小能量消耗點，自動升高和降低電機電壓。當電機達到穩定點的速度（即加速過程結束時）時通用變頻器即在這個速度下運行，而ECO變頻器此時開始分析電機的功率消耗。然后開始微小地升高或降低變頻器的輸出電壓來搜索最佳頻率，即最低的功率消耗。如果ECO變頻器檢測出在升高電機電壓時，功率消耗增加了，則變頻器的控制策略（能量優化控制程序）就開始降低電機電壓，以搜索最低的功率消耗水平，如果檢測出在降低電機電壓時，功率消耗增加，則升高電機電壓。這樣就可搜尋到效率最高，功率消耗最小點并在此處運行。用這種優化節能程序（典型）可節約2%～5%的額定容量的電能。
（4）在選擇ECO變頻器時，不能用它驅動額定功率比它大或者額定功率不足其一半的電機，否則會影響變頻器的性能甚至造成損壞。

三、在前處理供水系統中的應用
       為了保持供水系統水壓的基本恒定，需要變頻器根據給定的壓力信號與管網水壓的反饋信號進行比較，以調節水泵的轉速，達到供水水壓恒定的目的。系統組成：系統采用一用一備變頻器恒壓供水系統，即要求一臺水泵供水，另一臺備用，當使用的水泵出現故障或檢修時，另一臺馬上投入運行，不使供水中斷，并要求在變頻器出現故障時，可實現變頻/工頻切換，以保證供水的連續性。
1.閉環控制實現和參數調整
        在該系統中PID閉環控制的實現和參數調整是整個系統準確控制和穩定運行的關鍵， 在工業應用中，閉環控制被廣泛用于各種過程的控制，一個簡單閉環控制就是通過對來自過程傳感器（溫度、壓力、速度等）的反饋信號和期望的給定值進行比較，獲得一偏差信號，然后對偏差信號進行處理并用于控制變頻器和電機以減少這一偏差。由于在系統中的延遲，偏差信號的處理可能是非常復雜的，通常偏差信號的處理采用了比例、積分和微積分（PID）的計算方法，通過對這些參數的調節，來優化系統的性能和穩定性。AI系列儀表中的人工智能控制算法，即對PID算法加以改進和保留，加入模糊控制算法規則，并對給定值的變化加入了前饋調節。在誤差大時，運用模糊算法進行調節，以徹底消除PID飽和積分現象，如同熟練工人進行手動調節。當誤差趨小時，采用改進后的PID算法控制輸出。其控制參數采用被控對象特征描述方式。一組(MPT)參數即可同時確定PID參數和模糊控制參數。系統具有無超調和高控制精度等特點。針對不穩定的非線形復雜調節對象，表內設有自適應調節規則，可使系統進一步加快響應速度，改善控制品質。針對控制參數較難確定的現實，表內設有自整定專家系統，可使系統的控制參數確定簡單，準確度提高，因此，自整定系統的引入，不僅使復雜勞動簡化，節約了調試時間，而且提高了控制系統的調節品質。一旦完成系統的設置，就能實現穩定的、有效的和精確的控制。
        AI儀表是這個系統的核心控制設備，它的控制效果直接影響整個系統的正常運行。在沒有經驗控制參數的時候，為了達到最佳的控制效果，儀表要進行PID自整定，但一般的調節儀表在自整定時的調節狀態是位式控制，輸出量要么最大要么最小，而在有些系統中調節輸出大幅變化是不允許的。AI-808調節器具有手動自整定模式可以很好的解決這個問題，具體操作是：把儀表切換到手動輸出狀態，通過儀表的△ ▽鍵調整輸出量，使測量值盡量和設定值保持一致，然后在這個狀態下啟動自整定，這樣儀表的輸出值將限制在當前手動輸出值的±10%范圍內，從而避免出現輸出值的大幅變化。在多數情況下，自整定一次就可以使獲得滿意的控制效果。如果控制有偏差時，可以通過微調M5、P、T參數來修正。典型需調整的參數主要有：
HIAL：上限報警
LOAL：下限報警
Df：回差（死區、滯環），用于避免因測量輸入值波動而產生報警頻繁動作。
Ctrl：控制方式，采用AI人工智能調節/PID調節，Ctrl＝1。
M5：保持參數，主要決定調節算法中的積分作用，和PID積分時間類似，M5越小，系統積分作用越強。M5=0時取消積分和AI人工智調節，成為PD調節器。
P：速率參數，與每秒內儀表輸出變化100%時測量值時應變化大小成正比，P=1000/每秒測量值的升高單位值（系統以0.1定義為一個單位）。
T：滯后時間，t越小，則比例和積分作用均成正比增強，而微分作用相對減弱，但整體反饋作用增強：反之，t越大，則比例和積分作用均減弱，而微分作用相對增強。
Ctl：輸出周期，反映儀表運算調節的快慢。
Sn：輸入反饋信號類型。
Opt：輸出方式。
CF：系統功能選擇，可以選擇系統的調節方向。

2.系統特點
       采用PID閉環控制，供水系統壓力保持相對穩定，從而保證涂層鋁箔表面清洗效果。由于該系統避免了供水壓力超限，使供水泵及出口的換熱器工作在正常壓力狀態，延長了設備壽命，降低了維修成本。采用宇電AI智能控制器，提高了控制系統的性能，可方便地實現閉環控制。AI智能控制器具有RS485串行通訊功能，其采用AIBUS通訊協議，比其它常用協議（如MODBUS）更快的速率（相同波特率下快3-10倍），從而便于組網和遠程通訊。

四、結束語
      在涂層線前處理供水系統中采用AI智能控制儀表和變頻器組成的閉環過程控制，不但保證了供水系統的壓力，滿足了工藝要求，還提高了系統運行的可靠性，降低了維修成本和電能消耗。該系統已穩定運行了兩年， 效果十分理想。