現(xiàn)階段的水泥生產(chǎn)過(guò)程中,基于上位機(jī)手工操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是仍是主流,手工操作僅能保證球磨機(jī)的正常運(yùn)行,無(wú)法保證褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)在*佳負(fù)荷區(qū)域運(yùn)行。相對(duì)于手工操作,傳統(tǒng)的控制方案效果顯然更好,但仍然無(wú)法保證其控制效果。更由于粉磨系統(tǒng)普遍存在的大滯后、多變量特點(diǎn),常規(guī)控制很難達(dá)到預(yù)期效果。因此在實(shí)際應(yīng)用中一般結(jié)合其它控制策略,找到球磨機(jī)的*佳工作狀態(tài)。尤其是一些潛在控制算法的應(yīng)用,更為褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)控制提供了多種解決方案。
隨著先進(jìn)控制理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)制粉過(guò)程又有了新的方案。由于模糊策略不需要被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,僅僅通過(guò)人工經(jīng)驗(yàn)就可以總結(jié)出較好的控制規(guī)則,因此廣受歡迎。它可以有效地應(yīng)付非線(xiàn)性對(duì)象,并在實(shí)際過(guò)程中得到很好的應(yīng)用。
本文將大量的人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)后,以模糊語(yǔ)言的形式歸納,實(shí)現(xiàn)了褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)的模糊控制。本文將褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)系統(tǒng)作看做一個(gè)具有強(qiáng)耦合性質(zhì)的多輸入多輸出過(guò)程,通過(guò)調(diào)節(jié)給煤量等調(diào)節(jié)磨出口溫度等關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)解耦使使耦合對(duì)象變成一個(gè)耦合程度極其輕微的控制對(duì)象,再用模糊控制器設(shè)計(jì)控制器。具體介紹了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法,根據(jù)電廠實(shí)際運(yùn)行情況證明了此控制策略的的安全性和有效性,此種策略比較具有借鑒意義。本文提出提一種專(zhuān)家模糊控制算法,根據(jù)運(yùn)行狀態(tài),運(yùn)用知識(shí)庫(kù)中的專(zhuān)家知識(shí)在線(xiàn)修改相關(guān)加權(quán)系數(shù),達(dá)到修改控制規(guī)則的目的。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行證明,此算法優(yōu)于傳統(tǒng)的模糊控制算法,能夠保證球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定及*佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制不依賴(lài)于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,且具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點(diǎn),適合具有非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合系統(tǒng)的控制。本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行非線(xiàn)性辨識(shí),并在此基礎(chǔ)上給出了具體的控制器的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)物理特性跟蹤實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)量的控制,在多家水泥廠的應(yīng)用表明效果良好。本文提出了解耦控制的思想,不斷監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工況并在此基礎(chǔ)上自適應(yīng)的調(diào)整控制器參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵變量的控制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了控制的有效性。
基于案例推理和規(guī)則調(diào)整的智能控制策略也讓褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)上得到了一定程度的應(yīng)用,并取得了加好的經(jīng)濟(jì)效益。文獻(xiàn)在總結(jié)熟練操作工的大量操作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)多輸入多輸出過(guò)程進(jìn)行了智能調(diào)節(jié)。充分分析各個(gè)變量之間的關(guān)系,將一個(gè)多變量過(guò)程分解成多個(gè)單回路過(guò)程,并在現(xiàn)場(chǎng)取得很好的應(yīng)用效果。文獻(xiàn)采用基于統(tǒng)計(jì)的過(guò)程控制策略與規(guī)則推理過(guò)程相結(jié)合的方法,提出了由工況監(jiān)測(cè)、控制器優(yōu)化層設(shè)計(jì)和底層控制器相結(jié)合的控制方案。首先由工況監(jiān)測(cè)模塊對(duì)球磨機(jī)的當(dāng)欠負(fù)荷做出判斷,再由監(jiān)督層規(guī)則優(yōu)化控制器的設(shè)定值,通過(guò)控制回路的輸出跟蹤修改后的設(shè)定值,使球磨機(jī)負(fù)荷始終保持在*佳負(fù)荷或近似*佳負(fù)荷狀態(tài)。文獻(xiàn)采用案例推理與數(shù)據(jù)融合結(jié)合的方法,提出了某配料過(guò)程球磨機(jī)負(fù)荷控制方案。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好,大大降低了能耗,同時(shí)臺(tái)時(shí)也穩(wěn)步提高,球磨機(jī)負(fù)荷較為穩(wěn)定,取得了很好的預(yù)期效果。
由于褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)系統(tǒng)屬于典型的多輸入多輸出過(guò)程,且**地?cái)?shù)學(xué)模型往往難以建立,因此有不少專(zhuān)家采用預(yù)測(cè)控制方法對(duì)粉磨過(guò)程進(jìn)行控制與優(yōu)化。文中采用*小二乘的思想建立粉磨系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并采用廣義預(yù)測(cè)控制的方法實(shí)現(xiàn)了球磨機(jī)的自動(dòng)控制。文中建立了球磨機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型,提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制器的非線(xiàn)性預(yù)測(cè)控制方法,*終實(shí)現(xiàn)非線(xiàn)性系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接預(yù)測(cè)控制。由于具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程較為復(fù)雜,故實(shí)際應(yīng)用受到一定局限。東南大學(xué)的陳夕松等人充分利用預(yù)測(cè)控制在處理多輸入多輸出系統(tǒng)問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì),建立了球磨機(jī)的多輸入多輸出模型,并取得了良好的控制效果和經(jīng)濟(jì)效益。文分別將有約束MPC和無(wú)約束MPC算法與多回路PID控制在球磨機(jī)上的應(yīng)用效果做了比較,得出了兩種預(yù)測(cè)控制算法綜合性能均好于多回路PID的結(jié)論。
對(duì)于褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)系統(tǒng)而言,因其具有的非線(xiàn)性、大滯后、強(qiáng)耦合等特點(diǎn),單一的控制算法很難將所有問(wèn)題全部解決,因此不少專(zhuān)家將復(fù)合控制的思想應(yīng)用于球磨機(jī)系統(tǒng)。文針對(duì)被控對(duì)象的實(shí)際特點(diǎn)采用了分模式的控制方案,設(shè)定分模式控制的閾值,偏差大子閾值時(shí)采用模糊控制,偏差小于閾值時(shí)采用PID控制。文獻(xiàn)采用預(yù)測(cè)控制和模糊思想組成的復(fù)合控制方案對(duì)褐鐵礦選礦設(shè)備球磨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制。當(dāng)系統(tǒng)偏差較大時(shí)采用模糊控制使輸出值盡快跟蹤設(shè)定值,當(dāng)偏差較小時(shí)采用預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)態(tài)值附近的動(dòng)態(tài)優(yōu)化,并以此進(jìn)行穩(wěn)態(tài)優(yōu)化。
目前在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中有所應(yīng)用的控制算法還主要有自尋優(yōu)控制和自適應(yīng)控制。自尋優(yōu)控制對(duì)常規(guī)控制的規(guī)則進(jìn)行了改進(jìn),提出將常規(guī)控制和具有自學(xué)習(xí)功能的動(dòng)態(tài)自尋*優(yōu)控制相結(jié)合的控制策略。自適應(yīng)控制策略在一臺(tái)實(shí)驗(yàn)球磨機(jī)上進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果證明了控制的有效性。
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