[发明专利]原料粉磨自动控制方法

摘要

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。

主权项

1.一种原料粉磨自动控制方法，其特征在于，该方法为如下步骤：a、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；b、对于喂料主环节，采用Bang‑Bang控制和模糊PID控制相结合的控制方案，如式(2)所示：其中，u为控制器的输出；v1为Bang‑Bang控制输出；v2为模糊PID控制输出；|e(k)|为误差绝对值；c、当实时值与期望值误差大于阈值ε时，为快速消除大误差，加速跟踪收敛速度，采用Bang‑Bang控制，PID控制输出为0；当误差小于阈值ε时，为了保证稳态时控制精度，采用PID控制，并利用模糊推理计算PID参数；d、根据b步骤方案设计喂料环节Bang‑Bang控制器当主电机电流过低或过高，超过设定的阈值时，需快速增加或减少喂料量，使主电机电流快速趋于稳定,为此，采用Bang‑Bang控制如下：其中，uBB为控制器的增量输出；ε为偏差阈值；ubb为调整步长；e、根据c步骤方案设计喂料环节模糊PID控制器考虑到增量式数字PID输出的是控制增量Δu(k)，机器故障时影响较小、不会严重影响生产过程；手自动切换时冲击小，可以看作无扰动切换,所以，本系统采用增量式数字PID：f、采用模糊控制规则来调整PID，选取两输入三输出的Mamdani模糊模型,输入为立磨主电机电流误差e和误差变化率ec，控制器输出为PID参数Kp,Ki,Kd；PID控制器参数最终调整如下：其中，Kp0，Ki0，Kd0分别为预先设计参数，经模糊推理得到3个调整量，即ΔKp、ΔKi、ΔKd，再经过(9)式的计算，得到模糊PID控制器的3个参数，即Kp、Ki、Kd；g、对于喷水辅环节，与喷水相关联的因素较多，通过分析现场操作工人的操作、规则，喷水环节可只采用Bang‑Bang控制方法来实现控制操作，其控制方案与喂料环节类似；h、根据g步骤方案设计喷水环节Bang‑Bang控制器水泵开度在7％以下喷水流量为0；在7％～9％之间时，每次调节0.2％可以促使喷水量有所变化；在9％以上时，每次需调节2％才能促使喷水量增减，所以，水泵开度在7％～9％时，Bang‑Bang控制器调节输出增量为0.2％；在9％以上时，输出增量为2％；这样，通过调节喷水量可使料层厚度、振幅和出磨温度处于较稳定的状态，从而使主电机电流的控制主要能通过喂料量的调节来实现；i、对于抬落辊辅环节，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，自动抬辊以减小振幅频率避免这一现象的发生；振幅要求稳定在1.7mm/s以下，当振幅在1.7到2之间持续两秒钟也会有抬辊操作；这样当振幅跳增时，可以保证生产稳定运行；j、将控制器软件、OPC(OLE for Process Control)Client软件以及与数据库SQL连接的配置软件以软件包形式挂在操作员站的电脑上，运行之后的自动控制软件，通过OPC Client用户界面与Freelance OPC‑Server连接，并配置相应的数据库名和服务器名进行数据采集，实现与DCS控制系统通讯连接，经控制器输出的控制增量作用于被控对象。