[发明专利]原料粉磨自动控制方法

说明书

本发明公开了一种原料粉磨自动控制方法：自动状态下，振幅控制抬落辊中主要通过观察测试振幅范围，对磨辊进行抬落操作。控制水泵开度中，综合料层厚度和出磨温度的运行状况，运用pid模糊控制运算方法，调整水泵开度阀值来达到控制稳定的效果；在控制喂料量环节中，根据磨机电流和选粉机电流来控制喂料量的大小，进而稳定磨机电流和振幅；本方法避免了常规PID中不能快速跟踪参数调节问题，根据模糊控制不依赖精确数学模型，适用于非线性、大延时生产过程的特点，利用模糊PID和Bang‑Bang控制方法，加快跟踪误差收敛速度，使得立磨控制过程具有稳定的动态性能，从而达到减小磨机振动、提高产量，以达到精确、快速的控制效果。

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域，利用模糊PID和Bang-Bang控制方法，改善立磨生产中不能快速跟踪调节从而发明的能够实际应用的一种自动控制方法。

背景技术

立磨粉磨过程是一个多变量、大延时、强耦合、非线性的过程，干扰因素多且多变量耦合，很难建立精确的系统模型来描述其变化。这使得一些控制手段难以获得良好的控制效果，如常规PID控制不能快速地跟随参数变化进行调节，以至于出现控制效果不佳的情况。本发明主要针对三个环节进行控制调节：抬落辊，水泵开度和喂料量。在水泥生产的工艺过程中，有多种因素会影响到最终产品的质量，如抬落辊抬落不及时容易导致现场跳停，需要重启立磨；水泵开度阀值调节的不合理容易导致水泥生产质量；喂料量的多少间接影响磨机电流和以上两个因素等，这些现象都是造成水泥出产的必要因素。如何保证水泥质量的稳定合格成为相关工程技术人员非常关注的问题。

而模糊控制具有不依赖于精确数学模型的特点，适用于非线性、大延时的生产过程控制。针对立磨的控制问题，本文中提出了基于Bang-Bang和模糊PID的控制器设计方法。为利用模糊PID超调量小的特点，将模糊控制和PID控制结合成模糊PID，与此同时，采用Bang-Bang控制方法以加快跟踪误差收敛速度，从而使得立磨控制过程具有稳定的动态性能，达到精确、快速的控制目的。

通过立磨工艺流程分析，可将其控制问题看作以喂料环节为主，喷水环节为辅，具体可描述为

其中，x₁为主电机机电流；u₁为喂料量给定；x₂为料层厚度；x₃为出磨温度；x₄为振幅；u₂为水泵开度。

水泥生产立磨环节控制系统实现的难点主要集中在以下几个方面：

1)难以控制磨机振幅稳定在一定范围。

磨盘上的物料层必须具有足够的稳定性和保持一定的料层高度，当磨内物料变少时，磨辊与磨盘会产生频率比较大的振幅，从而导致设备跳停从而影响生产运行。

2)难以根据磨机状况来控制物料的给予以保证电流稳定。

磨内物料多时，立磨内通风不畅，磨辊与磨盘间的研磨压力增大而引起主电机电流偏高，可以通过降低喂料量来调整通风量，增加研磨压力。反之，喂料量过低时，主电机电流会相应地偏低。

3)难以准确判断磨机内料层的厚度和磨外综合因素的影响开关水泵阀度。

料层厚度较薄时，说明物料悬浮在立磨磨腔内上空，振动将加大。若料层厚度较厚时，会增加磨机振动。料层厚度还受磨内温度的影响，出磨温度过高，物料被烘干后变得非常松散，料层变薄，不容易碾压，加大振动。出口温度在70～80℃之间正常，主要通过入磨气体温度和喷水量控制，其中入磨气体温度一般变化不大。

发明内容