[发明专利]一种选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加协同控制系统

权利要求书

1.一种选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

数据采集：采集N组浓缩机和压滤机工作历史数据；所述工作历史数据包括入料浓度、底流浓度、入料流量、测量溢流浓度、压滤周期、煤泥水分；

构建预测模型：从N组数据中选择n组数据利用用BP神经网络训练函数Newff分别建立絮凝剂与凝聚剂药剂用量预测模型NET1和NET2；N为不小于3的正整数，n为小于N的正整数；

模型优化：利用剩余N-n组数据对模型的预测精度能力进行验证和优化调整，利用平均相对误差MRE和误差百分比来衡量模型预测精度，MRE值和误差百分比值越小模型越精确；

建立约束优化问题模型：结合浓缩与压滤过程中煤泥水的处理速度、处理效果及混凝药剂价格建立约束优化问题模型；

自适应粒子群算法计算：将约束优化问题模型的目标函数作为自适应粒子群算法的适应度函数，结合实时采集的数据，在限定的约束空间内，求解最优目标函数值即最优絮凝剂药剂用量与凝聚剂药剂用量；

药剂添加：根据自适应粒子群算法计算出的最优絮凝剂药剂用量与凝聚剂药剂用量添加絮凝剂与凝聚剂。

2.如权利要求1所述一种选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加方法，其特征在于，预测模型NET1和NET2为O1，絮凝剂药剂添加量；O2，凝聚剂药剂添加量；x₁，入料浓度；x₂入料流量；x₃溢流浓度；x₄底流浓度；x₅压滤周期；x₆煤泥水分。

3.如权利要求1所述一种选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加方法，其特征在于，约束优化问题模型如下：

min F＝K₁f(x₁x₂x₃，x₄)+K₂f(x₄，x₅，x₆)

s.t.x_3min≤x₃≤x_3max；x_4min≤x₄≤x_4max；

x_5min≤x₅≤x_5max；x_6min≤x₆≤x_6max；

F为目标函数，K₁絮凝剂药剂价格；K₂凝聚剂药剂价格；x_3min和x_3max为浓缩机溢流浓度的边界条件，x_4min和x_4max为浓缩机底流浓度的边界条件，x_5min和x_5max为压滤机压滤周期的边界条件，x_6min和x_6max为压滤机煤泥水分的边界条件。

4.如权利要求1-3任一所述一种选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加方法，其特征在于，煤泥水分的计算公式为，

式中，∑m，一个压滤周期内煤泥皮带称累计滤饼质量，t；

ΔL，入料时间内煤泥桶液位变化，m；

S，煤泥桶底面积，m²；

C，浓缩底流浓度，g/L；

W，煤泥水分，％。

5.如权利要求1-3任一所述一种选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加方法，其特征在于，yi表示监测值；表示模型预测值。

6.如权利要求1-3任一所述一种选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加方法，其特征在于，周期性间隔采集数据。

7.一种基于权利要求1所述的选煤厂浓缩机和压滤机药剂添加方法的协同控制系统，其特征在于，所述系统包括设备层、控制层与管理层，设备层包括数据采集机构和执行机构，所述数据采集机构包括传感器和压滤机参数测量系统，所述执行机构为混凝药剂添加设备；管理层与控制层通过以太网进行数据交换，控制层接收数据采集机构采集的数据并将数据传输至管理层，管理层分析处理数据利用自适应粒子群(APSO)算法得到最优混凝药剂添加值并将最优混凝药剂添加值传输至控制层，控制层结合最优混凝药剂添加值控制执行机构动作；

所述传感器包括用来测量入料浓度与底流浓度的浓度传感器、测量入料流量的流量计、测量溢流浓度的浓度计；

所述压滤机参数测量系统测量压滤周期与煤泥水分；

所述数据包括入料浓度、底流浓度、入料流量、测量溢流浓度、压滤周期、煤泥水分；

所述混凝药剂包括絮凝剂与凝聚剂；在浓缩机入料管道加入絮凝剂，在压滤机混料筒中加入凝聚剂；

所述控制层包括以太网模块、模拟量输入与输出模块、数字量模块；

以太网模块用于控制层和管理层之间的数据传输；

模拟量输入与输出模块用于传感器信号的采集与执行机构的控制；

数字量模块用于开关量信号的采集与控制输出。