專利名稱：物料平衡智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)雜配料工藝中的物料平衡系統(tǒng)，采用經(jīng)典控制和智能控制相結(jié)合的方法，自動(dòng)調(diào)整配比系數(shù)和配料比，從而保證系統(tǒng)按一定工藝參數(shù)要求有效控制各原料下料量；同時(shí)保證整個(gè)載料線上物料平衡，屬現(xiàn)代工業(yè)大系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
物料平衡系統(tǒng)是在原料制備完成后，在配料室，將制備的原料按工藝要求，對(duì)六種原料按不同配比系數(shù)和分配比進(jìn)行配料，配料經(jīng)混合造球，送入混合料礦槽，布入燒結(jié)機(jī)。系統(tǒng)控制的特點(diǎn)是第一，自動(dòng)配料系統(tǒng)串級(jí)調(diào)節(jié)，設(shè)定值來自上位機(jī)的配比系數(shù)和分配比的計(jì)算值；反饋值來自于每個(gè)配料倉下的動(dòng)態(tài)配料電子秤。第二，配料從配料室到混合料礦槽，實(shí)際上就是皮帶傳輸和交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的混合造球過程，具有較大的時(shí)滯性。并且，隨著工藝的改善，混合料礦倉容積大幅度縮小，約為原來的1/6~1/4，存料時(shí)間只是時(shí)滯時(shí)間的1/5，增加了控制的難度。
近年來，日本川崎鋼鐵公司千葉廠開發(fā)的物料平衡系統(tǒng)數(shù)據(jù)跟蹤模型已廣泛應(yīng)用到大型燒結(jié)機(jī)上。但是，由于數(shù)據(jù)塊靜態(tài)存放在數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)很難動(dòng)態(tài)模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)。在我國(guó)，馬鋼在國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)大型燒結(jié)機(jī)上，利用分布式系統(tǒng)的特點(diǎn)，把整個(gè)載料線分為配料區(qū)，混合區(qū)和上料區(qū)。分區(qū)后，各段數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)刷新，段間數(shù)據(jù)交接采用變結(jié)構(gòu)方式，系統(tǒng)數(shù)據(jù)能較好地仿真過程配料秤的稱量值。這一系統(tǒng)只有在堆變更或槽切換等特殊階段才需人工干預(yù)。此外，澳大利亞鋼鐵公司采用模糊控制技術(shù)進(jìn)行控制配料。然而模糊控制技術(shù)在對(duì)物料平衡系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型和推理規(guī)則相結(jié)合的變結(jié)構(gòu)控制中，由于混合料礦槽料位變化，直接影響透氣性變化，致使模型很難實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行。為了克服以上物料平衡系統(tǒng)存在的不足，本發(fā)明通過研究和改進(jìn)，提供了一種采用經(jīng)典控制和模糊控制相結(jié)合的物料平衡智能控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，通過采用經(jīng)典控制和智能控制相結(jié)合的方式，經(jīng)典控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料和80臺(tái)電氣設(shè)備順序控制；智能控制根據(jù)操作員經(jīng)驗(yàn)，形成相應(yīng)隸屬函數(shù)和控制規(guī)則，控制規(guī)則和隸屬函數(shù)能根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)變化自適應(yīng)優(yōu)化。從而在物料布入燒結(jié)機(jī)的配料過程中，控制物料平衡，構(gòu)成物料平衡智能控制系統(tǒng)。
本發(fā)明采用經(jīng)典控制和智能控制相結(jié)合的方式動(dòng)態(tài)控制物料平衡，主要包括規(guī)則庫、專家系統(tǒng)、辯識(shí)器、監(jiān)控系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辯識(shí)器、混合料礦倉的傳遞函數(shù)f(ρ)、過程II、控制器II、過程e-τsI、控制器I、分配比、配比系數(shù)，其中，專家系統(tǒng)根據(jù)領(lǐng)域工程師的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和操作經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的規(guī)則庫和推理機(jī)制。當(dāng)系統(tǒng)得到相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和成分指標(biāo)以及監(jiān)控系統(tǒng)傳入的操作指令后，動(dòng)態(tài)修正配比系數(shù)和分配比，以調(diào)整各原料的下料量，保證成分的穩(wěn)定。過程e-τsI是各個(gè)配料圓盤的特性函數(shù)，τ是系統(tǒng)的純滯后時(shí)間，其純滯后環(huán)節(jié)表示各個(gè)圓盤不同的滯后時(shí)間，控制器I可對(duì)各個(gè)配料下料量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。辨識(shí)器根據(jù)操作不同的指令調(diào)節(jié)控制器的相應(yīng)參數(shù)。過程II是混合料礦倉輸入和輸出量的對(duì)應(yīng)關(guān)系特性，混合料礦倉的傳遞函數(shù)f(ρ)是堆比重和切出量關(guān)系，它受礦倉進(jìn)料量和燒結(jié)機(jī)切出量的影響，單靠控制器II調(diào)節(jié)很難奏效，必須利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)混合料礦倉進(jìn)出量和受到的干擾，調(diào)節(jié)控制器II的參數(shù)，確?；旌狭蟼}料位的穩(wěn)定。
物料平衡系統(tǒng)是一個(gè)將多種原料按理化反應(yīng)和工藝流程供給關(guān)系，生成配比系數(shù)和配合比，傳輸?shù)脚淞鲜?，在配料室?duì)各個(gè)給料設(shè)備定量配料的系統(tǒng)。其中，配料總量經(jīng)一混和二混加水和蒸汽混合造球，傳輸?shù)交旌狭喜?。工藝流程中配料混和系統(tǒng)設(shè)備及控制要求如下表。
配料混合系統(tǒng)設(shè)備及控制要求一覽表


物料平衡系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)如下(1)大滯后性從配料到混合料槽，滯后16分鐘，遠(yuǎn)大于可調(diào)允許時(shí)間3分鐘。因此，必須根據(jù)情況預(yù)測(cè)趨勢(shì)，提前行動(dòng)。
(2)耦合性配料室多種原料重量和水分、一混和二混水分和蒸汽以及傳輸過程中各種因數(shù)都會(huì)影響物料平衡。
(3)時(shí)變性系統(tǒng)在16分鐘運(yùn)行中，從一萬伏高壓電機(jī)到16個(gè)配料圓盤及各種傳輸設(shè)備都將受到工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、操作參數(shù)和成分等因數(shù)的影響。
鑒于以上特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)的技術(shù)路線是，根據(jù)物料平衡系統(tǒng)的流程和特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制技術(shù)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)分別控制，實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的功能。同時(shí)，利用混合料槽進(jìn)出量平衡和料位設(shè)定值位置跟蹤系統(tǒng)，保證整個(gè)大系統(tǒng)的穩(wěn)定。物料平衡系統(tǒng)機(jī)電構(gòu)造描述如下X1H-1皮帶周長(zhǎng)為372米，X2H-1皮帶周長(zhǎng)為236米。XZ4-1皮帶周長(zhǎng)為223.5米，XS-1皮帶周長(zhǎng)為545米。每個(gè)皮帶的速度都均為1.6米/秒。所以在皮帶上運(yùn)行的時(shí)間為((372+236+223.5+545)/2)/1.6＝430.15s除了在皮帶上運(yùn)行需要時(shí)間外，混合料在兩個(gè)混合機(jī)中的混合同樣需要時(shí)間。混合料一次混合時(shí)間為134s，二次混合時(shí)間為186s。經(jīng)過梭式皮帶和混合料礦槽的時(shí)間(30％料位)為((50m3×2t/m3)×30％)/(600t/h)＝3min所以燒結(jié)機(jī)從配料，下料到燒結(jié)機(jī)開始布料的大體時(shí)間為(430.15+134+186)/60+3＝15.5min從配料室到混合料礦槽，輸送需要約16分鐘，而被控對(duì)象混合料礦槽的料位有效維持值只有3分鐘，所以，系統(tǒng)存在嚴(yán)重的大滯后。配料室中的每個(gè)礦槽有五臺(tái)電器設(shè)備，分別是一個(gè)配料圓盤，一個(gè)配料電子秤，一個(gè)離合器，兩個(gè)震動(dòng)器。這些設(shè)備都有可能存在電氣故障和保護(hù)故障，加上系統(tǒng)每個(gè)配料圓盤可能產(chǎn)生隨機(jī)故障，因此導(dǎo)致了機(jī)電系統(tǒng)的隨機(jī)性。由于具有大滯后、隨機(jī)性等特點(diǎn)，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的控制，傳統(tǒng)方法難以得到較好的效果。此外，在機(jī)電系統(tǒng)的控制中，要使混合料礦槽料位的高度保持恒定，必須使其進(jìn)料量和出料量保持一致。其中進(jìn)料量的計(jì)算比較簡(jiǎn)單，如果不考慮混合料在皮帶傳輸過程中的損失，應(yīng)等于上料量。但是，在物料平衡系統(tǒng)中，進(jìn)料量和出料量以每分鐘經(jīng)過的噸數(shù)做單位，而上料量則以每小時(shí)的噸數(shù)作為單位。所以，進(jìn)料量＝(上料量/60)噸/分。其次，由于影響因素太多，與進(jìn)料量的計(jì)算相比，出料量計(jì)算更為復(fù)雜。如不考慮次要因素，計(jì)算公式為出料量＝機(jī)速×臺(tái)車寬×料層厚度×對(duì)比重(混合料的密度)噸/分公式以鋪在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上的混合料是一個(gè)前后左右厚度都一致的長(zhǎng)方形，算出體積，再經(jīng)過換算得出出料量。但實(shí)際情況并非如此，比如，系統(tǒng)用五個(gè)輔門進(jìn)行鋪料，如果某個(gè)輔門下得深，就會(huì)在料層表面留下一道溝，稱為拉溝。這樣，公式按長(zhǎng)方形算出的體積，換算得出的出料量就不正確。其實(shí)，料層的厚度可通過3個(gè)指標(biāo)調(diào)整泥輥速比；五個(gè)輔門；主門。輔門一般調(diào)整單一地方的偏低或偏高。主門主要調(diào)節(jié)異常情況，如料塊過大，卡住泥輥等的地方。泥輥速比同燒結(jié)機(jī)機(jī)速相同為1。一般，調(diào)整機(jī)速不會(huì)影響層厚，調(diào)整料層的厚度應(yīng)用泥輥速比的方法實(shí)現(xiàn)。機(jī)速和泥輥速比的改變會(huì)影響物料平衡出料量當(dāng)機(jī)速加快，則下料快，料位下降。當(dāng)機(jī)速減慢，下料慢，料位將會(huì)上升；泥輥速比增大，則料層厚度增大，下料快，料位下降。當(dāng)泥輥速比減小，則料層厚度減小，下料慢，料位將會(huì)上升。此外，機(jī)速和泥輥速比還是下一個(gè)環(huán)節(jié)燒透點(diǎn)控制系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)量，其值經(jīng)常變化。因此，更加增大了物料平衡的控制難度。除了機(jī)速和泥輥速比之外，含水量的大小也會(huì)對(duì)料位產(chǎn)生較大影響。當(dāng)含水量較大時(shí)，混合料粘濕，下料慢，且混合料的比重減小，料位上升；當(dāng)含水量較小時(shí)，混合料比較松散，下料快，且混合料的比重增大，料位將會(huì)下降。除此以外，拉溝，料塊卡住泥輥等偶然因素也會(huì)極大地影響料位，對(duì)于這些因素的出現(xiàn)，難以采用自動(dòng)控制方法解決，必需要工人手動(dòng)操作。具體地說，物料平衡工藝流程中自動(dòng)控制包括以下七個(gè)方面。
1)配料倉料位的控制；2)定量給料裝置的調(diào)速控制；3)配料倉振動(dòng)器自動(dòng)振打的控制；4)配料的自動(dòng)控制，保證配料精度為1.2％；5)圓盤下料超限的控制。一旦超限立即報(bào)警，持續(xù)20秒，發(fā)振動(dòng)器信號(hào)；振動(dòng)40秒無效，發(fā)出自動(dòng)換槽信號(hào)，持續(xù)20秒無槽可換，全線停機(jī)；6)為保證短暫停機(jī)后再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)料頭料尾化學(xué)成分穩(wěn)定，各個(gè)下料圓盤采用齊停齊起控制；7)動(dòng)態(tài)檢測(cè)外部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)控制。
為了實(shí)現(xiàn)以上自動(dòng)配料系統(tǒng)七個(gè)方面的工藝要求，本發(fā)明利用INFI90系統(tǒng)的控制監(jiān)視功能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的圓盤、皮帶秤進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)定，找出大致的機(jī)/電常數(shù)以及各圓盤間的滯后時(shí)間；整定皮帶秤的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，包括皮帶秤的跑偏、下料閘門高度、皮帶秤去皮重動(dòng)態(tài)調(diào)零點(diǎn)、鏈碼標(biāo)定負(fù)荷率和量程值等問題，找出死區(qū)、重復(fù)性和線性度。同時(shí)將儀表盤上的隔離器、手操器和繼電器盤上的繼電器等與配料秤聯(lián)調(diào)，從中找出比較平衡的零點(diǎn)值、量程值以及線性度；將手操器的輸出參數(shù)與變頻器參數(shù)聯(lián)調(diào)，設(shè)置最小轉(zhuǎn)速(15Hz)，以保證變頻器與普通電機(jī)間的正常運(yùn)行。
另外，由于七種原料的原始水分不相同，水分采用兩種方式送入INFI90控制監(jiān)視系統(tǒng)，一是通過上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)例外報(bào)告送入，二是由操作員在操作臺(tái)上鍵入，其分配比程序按框圖設(shè)定。
在確定了控制范圍和設(shè)定分配比后，本發(fā)明采用標(biāo)準(zhǔn)解耦PID控制策略控制程序。首先對(duì)配料秤的反饋值(瞬時(shí)稱量值)進(jìn)行移位平行處理，采樣周期為1秒，配料秤的CPU的采樣時(shí)間為0.5秒。移動(dòng)平均值的選取以皮帶秤的機(jī)/電常數(shù)為依據(jù)，大致在30～40之間。這樣設(shè)置，從移動(dòng)平均處理的前后波形看，采樣周期比較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)瞬時(shí)值的線性濾波作用。控制器植入標(biāo)準(zhǔn)解耦PID控制策略，具有先進(jìn)的算法處理能力，同時(shí)提供了方便的操作處理手段。其傳遞函數(shù)為COER=K(Kp+kI/60S+60kDS60kDSkA+1)]]>式中，CO——控制輸出值；ER——誤差值；K——增益放大倍數(shù)；Kp——比例系數(shù)；KI——積分系數(shù)；KD——微分系數(shù)；KA——微分滯后系數(shù)；一般可以忽略設(shè)定值變化的微分作用。在對(duì)系數(shù)離散化處理時(shí)，令T＝采樣周期；
NT＝當(dāng)時(shí)的采樣周期，簡(jiǎn)寫為N；SP(N)＝操作人員當(dāng)時(shí)的設(shè)定值；PV(N)＝配料秤當(dāng)時(shí)的秤量值；Int(N)＝積分部分當(dāng)時(shí)的采樣點(diǎn)值；Der(N)＝微分部分當(dāng)時(shí)的采樣點(diǎn)值；Der(N)=(60KAKKDS60KDS+KA)t=NT*PV(N)]]>離散化60kD(Der(N)-Der(N-1)Δt)+KADer(N)]]>=60KAKKD(PV(N)-PV(N-1)Δt)]]>整理得Der(N)=60kD60KD+KA·Δt((PV]]>(N)-PV(N-1)*KkK+Der(N-1))]]>=(60KKDKA60KD+KA·Δt)(PV(N)-PV(N-1))]]>+60KD60KD+KA·ΔtDer(N-1)]]>同理Int(N)=(KK1/60S)(SP(N)-PV(N))]]>即Int(N)=kk1·Δt60(SP(N)-PV(N))+Int(N-1)]]>由于控制器采用解耦PID控制策略，消除了比例、積分、微分環(huán)節(jié)相互影響，為參數(shù)的整定提供了便利條件。利用微分作用超前檢測(cè)和補(bǔ)償電子秤部分的機(jī)械和電氣影響，將比例和積分通道作為控制系統(tǒng)的主通道。調(diào)試過程中，首先用掛鏈碼(用鏈碼來動(dòng)態(tài)模擬物料在皮帶秤上的運(yùn)行過程)整定K值和Kp值，其參數(shù)大致為3∶1。這樣既保證了控制器有足夠大的放大倍數(shù)，也可使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差小，同時(shí)又保證了系統(tǒng)有足夠大的穩(wěn)定裕度。實(shí)物投料后，先對(duì)微分通道進(jìn)行整定，合理調(diào)整KD/KI的值，使微分濾波器工作在低通帶。這樣，在保證超前補(bǔ)償?shù)皖l信號(hào)影響的同時(shí)，又排除了高頻信號(hào)的隨機(jī)影響。KD/K調(diào)整結(jié)果大致為1/150。接著調(diào)整Kp和KI的比值，其積分部分為常規(guī)一階積分系統(tǒng)。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，KP值隨著KI值的變化應(yīng)適當(dāng)大些。KI值允許范圍較大，而KP值允許范圍較小。表1是1號(hào)圓盤閉環(huán)控制系統(tǒng)的一組數(shù)據(jù)(設(shè)定值為120t/h)的響應(yīng)特征。
表1閉環(huán)控制系統(tǒng)響應(yīng)特性

控制中的數(shù)據(jù)跟蹤，必須確定設(shè)置時(shí)間片?？刂茣r(shí)間片的劃分主要取決于對(duì)象的滯后時(shí)間長(zhǎng)短。ZH1和ZH2分別是第I和第II集合點(diǎn)的水分總量；ZW1和ZW2分別是第I和第II集合點(diǎn)的總重量；ZW是上料的總重量。在配料區(qū)，由于配料設(shè)備較多，較密，配料圓盤間隙只有6米，配料皮帶帶速每秒1.2米，流量時(shí)間間隔為5秒。配料秤主機(jī)采樣周期0.5秒，所以配料區(qū)時(shí)間片的設(shè)置為0.5秒?；旌蠀^(qū)混合區(qū)的主體設(shè)備是兩臺(tái)造球機(jī)、小球配料圓盤和電子秤，其料流速度較慢，滯后時(shí)間較長(zhǎng)，添加物料不多，時(shí)間片可以相對(duì)取大一些，為8秒。上料區(qū)上料區(qū)是一個(gè)大滯后環(huán)節(jié)，主體設(shè)備是膠帶機(jī)，主要目的是輸送混合料，其膠帶機(jī)更長(zhǎng)，該區(qū)時(shí)間片定為16秒。其中，配料區(qū)的數(shù)據(jù)跟蹤過程是，在執(zhí)行順序起動(dòng)時(shí)，1#圓盤先起動(dòng)5秒種，配料秤主機(jī)每隔0.5秒將該值送入計(jì)算機(jī)的1#圓盤的跟蹤區(qū)內(nèi)。等到5秒鐘后，2#圓盤起動(dòng)，2#圓盤的第一個(gè)采樣值放入2#圓盤的第一采樣區(qū)，這樣2#圓盤的第一個(gè)采樣值就與1#圓盤的第一個(gè)采樣值并行，再過0.5秒，2#圓盤的第二個(gè)采樣值又與1#圓盤的第二采樣值并行。依此類推，直至第16#圓盤起動(dòng)，即第80秒時(shí)，16#圓盤的第一個(gè)采樣值與1#-15#圓盤的第一個(gè)采樣值并行。這樣就得到了配料區(qū)16個(gè)圓盤的各自的數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流料頭一致，從而保證了各種物料配比混合的要求。其次，在配料區(qū)后設(shè)置第一集合點(diǎn)，集合點(diǎn)的主要任務(wù)是時(shí)間片變更由0.5秒變?yōu)?秒。
數(shù)據(jù)流的變更配料區(qū)的數(shù)據(jù)是32個(gè)陣列，每臺(tái)圓盤分別存貯兩個(gè)陣列，一個(gè)陣列是水份，另一個(gè)陣列是物料重量?；旌蠀^(qū)只有兩個(gè)陣列，一個(gè)是總水份，另一個(gè)是物料總重量。
在混合區(qū)和上料區(qū)間設(shè)置第二集合點(diǎn)，第二集合點(diǎn)的主要任務(wù)是時(shí)間片變更由8秒變?yōu)?6秒。
數(shù)據(jù)流的變更數(shù)據(jù)陣列由2維變?yōu)?維，即疊加ZW2和ZH2為ZW。
接著，數(shù)字仿真。數(shù)字仿真程序含配料區(qū)和混合上料區(qū)兩個(gè)數(shù)據(jù)段，含有配料區(qū)、混合區(qū)和上料區(qū)三個(gè)子程序，配料區(qū)數(shù)據(jù)段定義了五個(gè)數(shù)組，WBF(1:16)代表16臺(tái)配料秤的瞬時(shí)值，STA(1:16)表示16臺(tái)配料圓盤是否運(yùn)轉(zhuǎn)，ATR(1:16，1:16)是數(shù)據(jù)流移動(dòng)方陣，CHB1(1:3)和CHB2(1:4)分別表示兩個(gè)焦炭倉的紅外測(cè)水值和分析中心值?；旌蠀^(qū)數(shù)據(jù)定義了HTR(1:2，1:31)二維數(shù)組，前者表示設(shè)備節(jié)點(diǎn)和時(shí)間片的二維數(shù)組，后者表示設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)組。配料區(qū)子程序PSA分兩步完成讀取稱量值并傳遞跟蹤區(qū)數(shù)組。第一步每隔0.5秒讀取全部圓盤稱量值，并加以累加，存入WBF數(shù)組內(nèi)。第二步將WBF的累加值傳遞給ATR數(shù)組，完成數(shù)組移動(dòng)。混合跟蹤區(qū)子程序PTR首先作第一集合點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理，即累加16臺(tái)秤在第一集合點(diǎn)的值，接著，進(jìn)行時(shí)間片變更，即將0.5秒時(shí)間變?yōu)?秒時(shí)間片，分別從環(huán)路上和紅外測(cè)水儀上讀取七種物料中的水分值并進(jìn)行累加，然后與設(shè)定值比較，得到需添加的水份。
表2物料的擴(kuò)展連接表

在上料跟蹤區(qū)HTR中，第一步系統(tǒng)作第二集合點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理，將ZW和ZH值合二為一，接著作第二集合點(diǎn)的變更處理，即由8秒變?yōu)?6秒；第二步進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；第三步進(jìn)行物料輸入、輸出端單元及料流值的匯集，建立物料流的擴(kuò)展型聯(lián)接表，并利用該表計(jì)算出系統(tǒng)在任何時(shí)刻載料線上的物料值。表2中M，N分別是各設(shè)備在時(shí)間數(shù)組內(nèi)的起止位置。設(shè)控制周期為Tc，物料的跟蹤時(shí)間為TT，其控制周期所在的時(shí)間片數(shù)為j＝Int(Tc/TT)*32，其中Int為取整函數(shù)，則在控制周期內(nèi)，載料線上的物料總量為Win=Σi=32-j32Win(i)]]>式中Win是整個(gè)載料線上的總料量Win(i)是各個(gè)集合點(diǎn)內(nèi)的載料量該值就是在下一個(gè)控制周期內(nèi)，將要進(jìn)入混合料倉的物料量。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，STA(1:16)分別檢查設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，直接參與系統(tǒng)的數(shù)字仿真和聯(lián)鎖，如J1設(shè)備故障，P1-P17設(shè)備立即停，而Z1以后設(shè)備順序停，WBF數(shù)組立即停止數(shù)據(jù)傳遞。
數(shù)學(xué)描述設(shè)q1為進(jìn)料量，q2為出料量，Q為混合料礦槽的單位高度的質(zhì)量，h為混合料礦槽料位的高度。根據(jù)物料平衡關(guān)系有q1-q2=Qdhdt]]>如果把進(jìn)料量q1看成是輸入，料位高度h看成是輸出，出料量q2看成是擾動(dòng)，則控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為Wo(s)=1Tas]]>如果考慮純滯后，其傳遞函數(shù)為Wo(s)=1Tase-τ0s]]>式中R是系統(tǒng)純滯后時(shí)間Ta是系統(tǒng)慣性環(huán)節(jié)W0是系統(tǒng)的輸出量另外，由于進(jìn)料量的值是靠改變電機(jī)轉(zhuǎn)速而改變的，理論上還要在上面的基礎(chǔ)上加入一個(gè)二階環(huán)節(jié)，所以系統(tǒng)模型采用積分加純滯后環(huán)節(jié)。
下面計(jì)算時(shí)間常數(shù)Ta。在物料平衡系統(tǒng)中，沒有采用料位的實(shí)際高度作為料位的參數(shù)，而是采用相對(duì)高度即料位高度相對(duì)于礦槽高度的百分?jǐn)?shù)作為參數(shù)，單位為一個(gè)料位。由于礦槽的容積為50cm3，混合料的密度正常情況下為2t/cm3。故礦槽最多可裝下約100噸的混合料，一個(gè)料位正好為1噸。
設(shè)q1為進(jìn)料量，q2為出料量，A為混合料礦槽的橫截面積，V為混合料礦槽的ρ為密度，h為料位實(shí)際高度，H為礦槽高度，l為相對(duì)高度。則q1-q2=Aρdhdtl=hH×100⇒h=lH100]]>⇒q1-q2=AρdlH100dt=AHρ100dldt=Vρ100dldt]]>又因?yàn)閂ρ＝100，所以q1-q2=dldt]]>寫成傳遞函數(shù)形式為Wo(s)=1s,]]>Ta恰好為1，系統(tǒng)的近似模型在不考慮滯后的情況下非常巧合，正好為一個(gè)積分器。根據(jù)計(jì)算，系統(tǒng)的滯后時(shí)間大致為15.5分min，即930秒s。系統(tǒng)的完整數(shù)學(xué)模型為Wo(s)=1se-930s]]>本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)物料平衡系統(tǒng)的流程和特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制技術(shù)，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)分別控制，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的功能。同時(shí)，利用混合料槽進(jìn)出量平衡和料位設(shè)定值位置跟蹤系統(tǒng)，保證整個(gè)大系統(tǒng)的穩(wěn)定。本發(fā)明通過采用經(jīng)典控制和模糊控制相結(jié)合的方式，構(gòu)成物料平衡智能控制系統(tǒng)。其中，經(jīng)典控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料和80臺(tái)電氣設(shè)備順序控制；模糊控制則是根據(jù)操作員經(jīng)驗(yàn)，形成相應(yīng)隸屬函數(shù)和控制規(guī)則，同時(shí)，控制規(guī)則和隸屬函數(shù)能根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)變化自適應(yīng)優(yōu)化。因此，本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行，是一種實(shí)用的物料平衡控制系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)控制框圖。其中，1—規(guī)則庫，2—專家系統(tǒng)，3—辯識(shí)器，4—監(jiān)控系統(tǒng)，5—神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辯識(shí)器，6—混合料礦倉的傳遞函數(shù)f(ρ)，7—過程II，8—控制器II，9—過程e-τsI，10—控制器I，11—分配比，12—配比系數(shù)。
圖2是本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)下料量示意圖。
圖3是本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)分配比計(jì)算框圖。
圖4是本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)負(fù)反饋解耦控制器框圖。
圖5是本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)控制時(shí)間片劃區(qū)圖。其中，13—圓盤，14—配料區(qū)，15—第一集合點(diǎn)，16—混合區(qū)，17—一混，18—二混，19—第二集合點(diǎn)，20—上料區(qū)，20—混合料倉圖6是本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)界面對(duì)話框圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)的實(shí)施方案。
實(shí)施方案物料平衡系統(tǒng)的一大特點(diǎn)是滯后性。由于存在滯后性，自動(dòng)控制難度增大。在滯后16分鐘遠(yuǎn)大于可調(diào)量3分鐘的實(shí)際情況下，本發(fā)明采用經(jīng)典控制和模糊控制相結(jié)合的方式，構(gòu)成包括規(guī)則庫1、專家系統(tǒng)2、辯識(shí)器3、監(jiān)控系統(tǒng)4、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辯識(shí)器5、混合料礦倉的傳遞函數(shù)f(ρ)6、過程II7、控制器II8、過程e-τsI9、控制器I10、分配比11和配比系數(shù)12，其中，經(jīng)典控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料和80臺(tái)電氣設(shè)備順序控制；模糊控制則根據(jù)操作員經(jīng)驗(yàn)形成相應(yīng)隸屬函數(shù)和控制規(guī)則，控制規(guī)則和隸屬函數(shù)能根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)變化自適應(yīng)優(yōu)化。
本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)的控制策略是WSHD＝|LS-LP| (1-KB1)+KB1(Win-Wout)式中KB1為權(quán)系數(shù)LS，LP分別料位計(jì)的設(shè)定值和測(cè)量值。
Wout是溜倉輸出量系統(tǒng)工作在變料狀態(tài)和穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)需要改變配料比或需要換礦槽時(shí)，系統(tǒng)處于變料狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)控制的主控量為料位值，數(shù)據(jù)跟蹤值為副控制量，即0＜KB1＜0.5；在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，數(shù)據(jù)跟蹤值為主控量，而料位值作為副控制量，即KB1＞0.5。在溜倉出現(xiàn)棚料和塌料狀況下，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并自動(dòng)切換為仿真控制方式。式中，WSHD產(chǎn)生后，需作平滑處理和限幅處理，以保證系統(tǒng)波動(dòng)不會(huì)太大。
WSHD作為串級(jí)控制的輸出值，經(jīng)配比系數(shù)和配合比處理作為自動(dòng)配料閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)定值，從而達(dá)到全系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料系統(tǒng)七個(gè)方面的工藝控制，在自動(dòng)配料閉環(huán)控制中，要使混合料礦槽料位的高度保持恒定，就必須使其進(jìn)料量和出料量保持一致。其中，如果不考慮混合料在皮帶傳輸過程中的損失，進(jìn)料量應(yīng)等于上料量。但是，在物料平衡系統(tǒng)中，進(jìn)料量和出料量以每分鐘經(jīng)過的噸數(shù)作為單位。而上料量則以每小時(shí)的噸數(shù)作為單位。故進(jìn)料量＝(上料量/60)噸/分。由于影響因素太多，與進(jìn)料量的計(jì)算相比，出料量計(jì)算更為復(fù)雜。如不考慮次要因素，其計(jì)算公式為
出料量＝機(jī)速×臺(tái)車寬×料層厚度×對(duì)比重(混合料的密度)噸/分公式以鋪在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上的混合料是一個(gè)前后左右厚度都一致的長(zhǎng)方形，算出體積，再經(jīng)過換算得出出料量。但實(shí)際情況并非如此，料層的厚度可通過3個(gè)指標(biāo)調(diào)整泥輥速比；五個(gè)輔門；主門。
在物料平衡工藝流程自動(dòng)控制中，本發(fā)明利用INFI90系統(tǒng)的控制監(jiān)視功能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的圓盤、皮帶秤進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)定，找出大致的機(jī)/電常數(shù)以及各圓盤間的滯后時(shí)間。整定皮帶秤的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，包括皮帶秤的跑偏、下料閘門高度、皮帶秤去皮重動(dòng)態(tài)調(diào)零點(diǎn)、鏈碼標(biāo)定負(fù)荷率和量程值等問題，找出死區(qū)、重復(fù)性和線性度。同時(shí)將儀表盤上的隔離器、手操器和繼電器盤上的繼電器等與配料秤聯(lián)調(diào)，從中找出比較平衡的零點(diǎn)值、量程值以及線性度；將手操器的輸出參數(shù)與變頻器參數(shù)聯(lián)調(diào)，設(shè)置最小轉(zhuǎn)速(15Hz)，以保證變頻器與普通電機(jī)間的正常運(yùn)行。另外，由于七種原料的原始水分都不相同，水分采用兩種方式送入INFI90控制監(jiān)視系統(tǒng)，一是通過上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)例外報(bào)告送入；一是由操作員在操作臺(tái)上鍵入，其分配比設(shè)定程序框圖如圖3所示。分配比設(shè)定后，采用標(biāo)準(zhǔn)解耦PID控制策略，首先對(duì)配料秤的反饋值(瞬時(shí)稱量值)進(jìn)行移位平行處理，采樣周期為1秒，配料秤的CPU的采樣時(shí)間為0.5秒。移動(dòng)平均值的選取以皮帶秤的機(jī)/電常數(shù)為依據(jù)，大致在30～40之間。從移動(dòng)平均處理的前后波形看，這樣設(shè)置采樣周期比較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)瞬時(shí)值的線性濾波作用。控制器是標(biāo)準(zhǔn)解耦PID控制策略，它具有先進(jìn)的算法處理能力，同時(shí)提供了方便的操作處理手段。傳遞函數(shù)中一般可以忽略設(shè)定值變化的微分作用。離散化處理后，如圖4負(fù)反饋解耦控制器所示。
由于控制器采用解耦PID控制策略，消除了比例、積分、微分環(huán)節(jié)相互影響，為參數(shù)的整定提供了便利條件。利用微分作用超前檢測(cè)和補(bǔ)償電子秤部分的機(jī)械和電氣影響。將比例和積分通道作為控制系統(tǒng)的主通道。調(diào)試過程首先用掛鏈碼(用鏈碼來動(dòng)態(tài)模擬物料在皮帶秤上的運(yùn)行過程)來整定K值和Kp值，其參數(shù)大致為3∶1的關(guān)系。這樣既保證了控制器有足夠大的放大倍數(shù)，也可使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差小，同時(shí)又保證了系統(tǒng)有足夠大的穩(wěn)定裕度。實(shí)物投料后，先對(duì)微分通道進(jìn)行整定，合理調(diào)整KD/KI的值，使微分濾波器工作在低通帶。在保證超前補(bǔ)償?shù)皖l信號(hào)影響的同時(shí)，又排除了高頻信號(hào)的隨機(jī)影響。KD/K調(diào)整結(jié)果A大致為1/150。接著調(diào)整KP和KI的比值，其積分部分為常規(guī)一階積分系統(tǒng)。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，KP值隨著KI值的變化應(yīng)適當(dāng)大些。KI值允許范圍較大，而KP值允許范圍較小。表1是1號(hào)圓盤閉環(huán)控制系統(tǒng)的一組數(shù)據(jù)(設(shè)定值為120t/h)的響應(yīng)特征。
表1閉環(huán)控制系統(tǒng)響應(yīng)特性

控制中數(shù)據(jù)跟蹤，必須確定設(shè)置時(shí)間片?？刂茣r(shí)間片的劃分主要取決于對(duì)象的滯后時(shí)間長(zhǎng)短，如圖6所示，ZH1和ZH2分別是第I集合點(diǎn)15和第II集合點(diǎn)19的水分總量；ZW1和ZW2分別是第I和第II集合點(diǎn)的總重量；ZW是上料的總重量。
配料區(qū)14由于配料設(shè)備較多，較密，配料圓盤13間隙只有6米，配料皮帶帶速每秒1.2米，流量時(shí)間間隔為5秒。配料秤本主機(jī)采樣周期0.5秒，所以配料區(qū)時(shí)間片的設(shè)置為0.5秒。
混合區(qū)16混合區(qū)的主體設(shè)備是兩臺(tái)造球機(jī)、小球配料圓盤和電子秤。其中，配料總量經(jīng)一混17和二混18加水和蒸汽混合造球，傳輸?shù)交旌狭喜?。料流速度較慢，滯后時(shí)間較長(zhǎng)，添加物料不多，時(shí)間片可以相對(duì)取大，為8秒。
上料區(qū)20上料區(qū)是一個(gè)大滯后環(huán)節(jié)，主體設(shè)備是膠帶機(jī)，主要目的是輸送混合料，其膠帶機(jī)更長(zhǎng)，該區(qū)時(shí)間片定為16秒。
配料區(qū)的數(shù)據(jù)跟蹤過程是在執(zhí)行順序起動(dòng)時(shí)，1#圓盤先起動(dòng)5秒種，配料秤主機(jī)每隔0.5秒將該值送入計(jì)算機(jī)的1#圓盤的跟蹤區(qū)內(nèi)；等到5秒鐘后，2#圓盤起動(dòng)，2#圓盤的第一個(gè)采樣值放入2#圓盤的第一采樣區(qū)，這樣2#圓盤的第一個(gè)采樣值就與1#圓盤的第一個(gè)采樣值并行，再過0.5秒，2#圓盤的第二個(gè)采樣值又與1#圓盤的第二采樣值并行。依此類推，直至第16#圓盤起動(dòng)時(shí)，即第80秒時(shí)，16#圓盤的第一個(gè)采樣值與1#-15#圓盤的第一個(gè)采樣值并行。這樣就得到了配料區(qū)16個(gè)圓盤的各自的數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流料頭一致，從而保證了各種物料配比混合的要求。
在配料區(qū)后設(shè)置第一集合點(diǎn)的主要任務(wù)是時(shí)間片變更由0.5秒變?yōu)?秒。
數(shù)據(jù)流的變更配料區(qū)的數(shù)據(jù)是32個(gè)陣列，每臺(tái)圓盤分別存貯兩個(gè)陣列，一個(gè)陣列是水份，另一個(gè)陣列是物料重量?；旌蠀^(qū)只有兩個(gè)陣列，一個(gè)是總水份，另一個(gè)是物料總重量。
在混合區(qū)和上料區(qū)間設(shè)置第二集合點(diǎn)的主要任務(wù)是時(shí)間片變更由8秒變?yōu)?6秒。
數(shù)據(jù)流的變更數(shù)據(jù)陣列由2維變?yōu)?維，即疊加ZW2和ZH2為ZW。
接著，數(shù)字仿真。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制進(jìn)行的數(shù)字仿真中，數(shù)字仿真程序含配料區(qū)和混合上料區(qū)兩個(gè)數(shù)據(jù)段，含有配料區(qū)、混合區(qū)和上料區(qū)三個(gè)子程序，配料區(qū)數(shù)據(jù)段定義了五個(gè)數(shù)組，WBF(1:16)代表16臺(tái)配料秤的瞬時(shí)值，STA(1:16)表示16臺(tái)配料圓盤是否運(yùn)轉(zhuǎn)，ATR(1:16，1:16)是數(shù)據(jù)流移動(dòng)方陣，CHB1(1:3)和CHB2(1:4)分別表示兩個(gè)焦炭倉的紅外測(cè)水值和分析中心值。混合區(qū)數(shù)據(jù)所定義了HTR(1:2，1:31)二維數(shù)組，前者表示設(shè)備節(jié)點(diǎn)和時(shí)間片的二維數(shù)組，后者表示設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)組。配料區(qū)子程序PSA分兩步完成讀取稱量值并傳遞跟蹤區(qū)數(shù)組。第一步每隔0.5秒讀取全部圓盤稱量值，并加以累加，存入WBF數(shù)組內(nèi)。第二步是將WBF的累加值傳遞給ATR數(shù)組，完成數(shù)組移動(dòng)。混合跟蹤區(qū)子程序PTR首先作第一集合點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理，即累加16臺(tái)秤在第一集合點(diǎn)的值，接著，進(jìn)行時(shí)間片變更，即將0.5秒時(shí)間變?yōu)?秒時(shí)間片，分別從環(huán)路上和紅外測(cè)水儀上讀取七種物料中的水分值并進(jìn)行累加，然后與設(shè)定值比較，得到需添加的水份。
表2物料的擴(kuò)展連接表

在上料跟蹤區(qū)HTR中，系統(tǒng)首先作第二集合點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理，將ZW和ZH值合二為一，接著作第二集合點(diǎn)的變更處理，即由8秒變?yōu)?6秒；第二步進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；第三步進(jìn)行物料的輸入、輸出端單元及料流值的匯集，建立起物料流的擴(kuò)展型聯(lián)接表，利用該表可以計(jì)算出系統(tǒng)在任何時(shí)刻載料線上的物料值。表2中M，N分別是各設(shè)備在時(shí)間數(shù)組內(nèi)的起止位置。
設(shè)控制周期為Tc，物料的跟蹤時(shí)間為TT，其控制周期所在的時(shí)間片數(shù)為j＝Int(Tc/TT)*32，其中Int為取整函數(shù)，則在控制周期內(nèi)，載料線上的物料總量為Win=Σi=32-j32Win(i)]]>該值就是在下一個(gè)控制周期內(nèi)，將要進(jìn)入混合料倉21的物料量。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，STA(1∶16)分別檢查設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，直接參與系統(tǒng)的數(shù)字仿真和聯(lián)鎖，如J1設(shè)備故障，P1-P17設(shè)備立即停，而Z1以后設(shè)備順序停，WBF數(shù)組立即停止數(shù)據(jù)傳遞。本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)通過界面對(duì)話框顯示。其中，界面對(duì)話框中的第一部分為槽料位最新段時(shí)間的料位變化趨勢(shì)及曲線圖。曲線同時(shí)顯示實(shí)際測(cè)量值和預(yù)估值，以評(píng)估料位情況。第二部分列出了各種運(yùn)行參數(shù)及幾個(gè)重要的系統(tǒng)指標(biāo)，用作監(jiān)控系統(tǒng)目前的運(yùn)行狀況。這些數(shù)據(jù)由下位機(jī)傳送而來，直接或通過公式間接計(jì)算顯示出來。第三部分用作手動(dòng)選擇各種異常狀態(tài)，比如料位持續(xù)有很高，較高，很低等，使推測(cè)更加符合實(shí)際情況。
本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流有，輸入(全部由數(shù)據(jù)庫讀取)總物料量；返礦量；五種原物料的配比系數(shù)；
各物料倉的下料速度；各物料倉的分配比；各物理節(jié)點(diǎn)的延時(shí)；輸出指定時(shí)刻各主要物理節(jié)點(diǎn)物料的輸入、輸出量、料位；混合料倉未來時(shí)間段的料位；根據(jù)預(yù)測(cè)給出各物理節(jié)點(diǎn)需要調(diào)整的參數(shù)值。
數(shù)據(jù)流程如下(1)讀取總物料量、返礦量、各物料的配比系數(shù)及供料倉的分配比，供料倉的延時(shí)；(2)計(jì)算各供料倉的單位輸出量；(3)按序列時(shí)間記錄各時(shí)段各物理節(jié)點(diǎn)的料量；(4)根據(jù)各稱的稱重計(jì)算損耗量；(5)讀取混合倉的單位輸入輸出量，混合倉料位、料層高度；(6)根據(jù)算法預(yù)測(cè)混合倉的料位長(zhǎng)勢(shì)；(7)根據(jù)規(guī)則判斷進(jìn)物料的總量修改情況。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為，表一配比系數(shù)屬性方案名，日期，編號(hào)，物料名，物料配比表二配料倉屬性方案，日期，編號(hào)，料倉號(hào)，物料名，倉占比，下料速率，延時(shí)表三其他物理節(jié)點(diǎn)屬性日期，編號(hào)，節(jié)點(diǎn)名，延時(shí)，轉(zhuǎn)速，輸入量，輸出量，料位表四實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表(如，每隔5秒采樣一次)屬性日期，時(shí)間，倉1輸出速率，倉2輸出速率，倉3輸出速率，倉4輸出速率，倉5輸出速率，倉6輸出速率，倉7輸出速率，倉8輸出速率，倉9輸出速率，倉10輸出速率，倉11輸出速率，倉12輸出速率，倉13輸出速率，倉14輸出速率，倉15輸出速率，倉16輸出速率，皮帶機(jī)1稱重，一混機(jī)輸入，一混機(jī)輸出，皮帶機(jī)2稱重，二混機(jī)輸入，二混機(jī)輸出，皮帶機(jī)3稱重，布料機(jī)料層厚度，混合料倉輸入，混合料倉輸出，混合料倉料位。
權(quán)利要求
1.一種物料平衡智能控制系統(tǒng)，包括燒結(jié)機(jī)、INFI90控制監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，經(jīng)典控制和模糊控制相結(jié)合的物料平衡智能控制系統(tǒng)包括規(guī)則庫、專家系統(tǒng)、辯識(shí)器、監(jiān)控系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辯識(shí)器、混合料礦倉的傳遞函數(shù)f(ρ)、過程II、控制器II、過程e-TSI、控制器I、分配比和配比系數(shù)，經(jīng)典控制自動(dòng)配料和80臺(tái)電氣設(shè)備順序；模糊控制根據(jù)操作員經(jīng)驗(yàn)，形成相應(yīng)隸屬函數(shù)和控制規(guī)則，控制規(guī)則和隸屬函數(shù)可根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)變化自適應(yīng)優(yōu)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料平衡智能控制系統(tǒng)，其特征在于自動(dòng)配料工藝控制有配料倉料位控制；定量給料裝置的調(diào)速控制；配料倉振動(dòng)器自動(dòng)振打控制；配料自動(dòng)控制，保證配料精度為1.2％；圓盤下料超限控制，超限即報(bào)警，持續(xù)20秒，發(fā)振動(dòng)器信號(hào)，振動(dòng)40秒無效，發(fā)出自動(dòng)換槽信號(hào)，持續(xù)20秒無槽可換，全線停機(jī)；保證短暫停機(jī)后再運(yùn)轉(zhuǎn)料頭料尾化學(xué)成分穩(wěn)定，下料圓盤齊停齊起控制；動(dòng)態(tài)檢測(cè)外部設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料平衡智能控制系統(tǒng)，其特征在于控制器是標(biāo)準(zhǔn)解耦PID控制策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料平衡智能控制系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)流有輸入(全部由數(shù)據(jù)庫讀取)、總物料量、返礦量、五種原物料的配比系數(shù)、各物料倉的下料速度各物料倉的分配比、各物理節(jié)點(diǎn)的延時(shí)；輸出、指定時(shí)刻各主要物理節(jié)點(diǎn)物料的輸入、輸出量、料位、混合料倉未來時(shí)間段的料位、根據(jù)預(yù)測(cè)給出各物理節(jié)點(diǎn)需要調(diào)整的參數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料平衡智能控制系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)流程為讀取總物料量、返礦量、各物料的配比系數(shù)及供料倉的分配比，供料倉的延時(shí)；計(jì)算各供料倉的單位輸出量；按序列時(shí)間記錄各時(shí)段各物理節(jié)點(diǎn)的料量；根據(jù)各稱的稱重計(jì)算損耗量；讀取混合倉的單位輸入輸出量，混合倉料位、料層高度；根據(jù)算法預(yù)測(cè)混合倉的料位長(zhǎng)勢(shì)；根據(jù)規(guī)則判斷進(jìn)物料的總量修改情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物料平衡智能控制系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為表一配比系數(shù)，屬性方案名，日期，編號(hào)，物料名，物料配比；表二配料倉，屬性方案，日期，編號(hào)，料倉號(hào)，物料名，倉占比，下料速率，延時(shí)；表三其他物理節(jié)點(diǎn)，屬性日期，編號(hào)，節(jié)點(diǎn)名，延時(shí)，轉(zhuǎn)速，輸入量，輸出量，料位；表四實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表(如，每隔5秒采樣一次)，屬性日期，時(shí)間，倉1輸出速率，倉2輸出速率，倉3輸出速率，倉4輸出速率，倉5輸出速率，倉6輸出速率，倉7輸出速率，倉8輸出速率，倉9輸出速率，倉10輸出速率，倉11輸出速率，倉12輸出速率，倉13輸出速率，倉14輸出速率，倉15輸出速率，倉16輸出速率，皮帶機(jī)1稱重，一混機(jī)輸入，一混機(jī)輸出，皮帶機(jī)2稱重，二混機(jī)輸入，二混機(jī)輸出，皮帶機(jī)3稱重，布料機(jī)料層厚度，混合料倉輸入，混合料倉輸出，混合料倉料位。
全文摘要
本發(fā)明涉及物料平衡智能控制系統(tǒng)，該平衡系統(tǒng)采用經(jīng)典控制和智能控制相結(jié)合，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制技術(shù)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)分別控制。同時(shí)，利用混合料槽進(jìn)出量平衡和料位設(shè)定值位置跟蹤系統(tǒng)，保證整個(gè)大系統(tǒng)的穩(wěn)定。本發(fā)明物料平衡智能控制系統(tǒng)中，經(jīng)典控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料和80臺(tái)電氣設(shè)備順序控制；模糊控制根據(jù)操作員經(jīng)驗(yàn)，形成相應(yīng)隸屬函數(shù)和控制規(guī)則，控制規(guī)則和隸屬函數(shù)能根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)變化自適應(yīng)優(yōu)化。因此，本發(fā)明是一種可實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行的物料平衡智能控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G05D11/00GK1851571SQ20061002454
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者程武山 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)