PDF《模糊控制在烧结配料自动化控制中的应用》

1 配料控制系统构成

111 配料工艺过程 烧结配料共有

14 个配矿槽 ,分别装有铁原料、 混匀矿、 燃料、 石灰石、 生石灰、 焦炭、 返回矿等原 料.配矿槽下面各有一个给料皮带 ,给料皮带由电 机带动旋转 ,将物料落入圆盘下面送料皮带 ,由送 料皮带送入混合机 ,在混合机中加水搅拌 ,完成加 ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 水功能.在配料生产中 ,恰当的参数优化组合 ,对 烧结矿的品位、 碱度等一系列工艺要求有着十分重 要的意义 ,工艺框图如图

1 所示.配料控制过程 为 :配料圆盘共有

14 个 ,每个圆盘配备一个电子 称 ,分别对每种物料的下料量进行实时采集 ,并由 自带的 PID 功能进行圆盘下料量的调整以及累计 量的计算等.上位机对各种工艺参数进行实时监 控 ,包括设定值的给定、 下料量、 料仓料位、 累计量、 频率给定等. 图1烧结配料工艺框图

112 配料的基础级自动控制 参数设定一般由优化计算机计算出下料量 ,借 助以太网通讯至配料 PLC ,再经 PLC 的模拟量输出 模板送往电子秤 ,完成设定功能 ,电子秤自身带 PID 功能 ,能够控制圆盘给料机的旋转速度 ,从而 控制下料量.电子秤的流量反馈信息通过 PLC 的 模拟量输入模板送往优化计算机 ,完成显示功能. 电子秤和优化计算机信号关系如图

2 所示. 图2电子秤和优化计算机信号关系 下料量的计算采用专家经验法的思路 [4 ,5] ,基 于数据库技术、 网络技术和各种实用的优化技术 , 将专家的经验(包括操作人员的经验积累 ,研究人 员的理论经验和各种实验数据) 存储于专家数据库 供调用.优化算法将 经验 提取出来进行处理 ,形 成优化数据库 ,因此 ,它回避了经验公式法和理论 计算法的不足 ,没有绝对的精确 ,但是又以最高的 概率去接近现实.在配料计算中 ,用它计算出的下 料值进行配料烧结 ,的确能够使烧结炉况稳定 ,配 料顺利 ,碱度稳定 ,产品合格率提高. 皮带秤按照调节规律调节圆盘转速 ,自动控制 下料量.但是下料故障因素很复杂 ,主要为堵料和 失控两种.一般来说在短时间内如果流量过大 ,并 且流量对时间变化率较大且为正 ,则为堵料 ;

较长 时间内如果流量过小 ,并且流量对时间变化率很 小 ,则为失控.所以下料过程具有非线性和时滞的 特点.因此其流量的控制可采用模糊推理的方法 进一步提高控制精度 ,同时考虑其流量和对时间的 变化率 ,得到较好的动态响应特性 ,并且无需知道 被控对象的数学模型 ,适应性强 ,上升时间快 ,鲁棒 性好.稳态情况下 ,由皮带秤通过自身所带的 PID 功能来调节圆盘给料机的转速 ,当出现由于各种因 素引起的下料故障时 ,则由模糊控制器对下料量的 设定值进行修正 ,以期得到更好的控制效果.

2 模糊控制的基本结构与算法 [2 ,3] 图3给出了模糊控制系统的基本结构 ,包括模 糊化、 知识库、 模糊推理、 解模糊化和输入输出量化 等部分.模糊化环节把输入的精确量转化为模糊 量 ;

知识库中包括了具体应用领域中的知识、 经验 和要求的目标 ,通常由数据库和模糊规则库两部分 组成 ,数据库主要包括各语言变量的隶属函数、 尺 度变换因子和模糊空间的分级数等 ,规则库包括了 用模糊语言变量表示的一系列控制规则 ,他们反映 了控制专家的经验和知识 ,其确定原则是保证控制 输出能够使系统输出响应的动静态达到最佳 ;