現階段的水泥生產(chǎn)過(guò)程中,基于上位機手工操作現場(chǎng)設備是仍是主流,手工操作僅能保證球磨機的正常運行,無(wú)法保證褐鐵礦選礦設備球磨機在*佳負荷區域運行。相對于手工操作,傳統的控制方案效果顯然更好,但仍然無(wú)法保證其控制效果。更由于粉磨系統普遍存在的大滯后、多變量特點(diǎn),常規控制很難達到預期效果。因此在實(shí)際應用中一般結合其它控制策略,找到球磨機的*佳工作狀態(tài)。尤其是一些潛在控制算法的應用,更為褐鐵礦選礦設備球磨機控制提供了多種解決方案。
隨著(zhù)先進(jìn)控制理論及計算機技術(shù)的發(fā)展,對褐鐵礦選礦設備球磨機制粉過(guò)程又有了新的方案。由于模糊策略不需要被控對象的數學(xué)模型,僅僅通過(guò)人工經(jīng)驗就可以總結出較好的控制規則,因此廣受歡迎。它可以有效地應付非線(xiàn)性對象,并在實(shí)際過(guò)程中得到很好的應用。
本文將大量的人工經(jīng)驗進(jìn)行總結后,以模糊語(yǔ)言的形式歸納,實(shí)現了褐鐵礦選礦設備球磨機的模糊控制。本文將褐鐵礦選礦設備球磨機系統作看做一個(gè)具有強耦合性質(zhì)的多輸入多輸出過(guò)程,通過(guò)調節給煤量等調節磨出口溫度等關(guān)鍵參數。通過(guò)解耦使使耦合對象變成一個(gè)耦合程度極其輕微的控制對象,再用模糊控制器設計控制器。具體介紹了該系統的結構和實(shí)現方法,根據電廠(chǎng)實(shí)際運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,根據運行狀態(tài),運用知識庫中的專(zhuān)家知識在線(xiàn)修改相關(guān)加權系數,達到修改控制規則的目的。通過(guò)實(shí)際運行證明,此算法優(yōu)于傳統的模糊控制算法,能夠保證球磨機制粉系統的安全、穩定及*佳經(jīng)濟運行。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制不依賴(lài)于系統的數學(xué)模型,且具有自學(xué)習、自適應等特點(diǎn),適合具有非線(xiàn)性、強耦合系統的控制。本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型對褐鐵礦選礦設備球磨機系統進(jìn)行非線(xiàn)性辨識,并在此基礎上給出了具體的控制器的設計方案。通過(guò)對物理特性跟蹤實(shí)現對產(chǎn)量的控制,在多家水泥廠(chǎng)的應用表明效果良好。本文提出了解耦控制的思想,不斷監測現場(chǎng)工況并在此基礎上自適應的調整控制器參數實(shí)現對關(guān)鍵變量的控制,實(shí)驗結果驗證了控制的有效性。
基于案例推理和規則調整的智能控制策略也讓褐鐵礦選礦設備球磨機上得到了一定程度的應用,并取得了加好的經(jīng)濟效益。文獻在總結熟練操作工的大量操作經(jīng)驗的基礎上對多輸入多輸出過(guò)程進(jìn)行了智能調節。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,并在現場(chǎng)取得很好的應用效果。文獻采用基于統計的過(guò)程控制策略與規則推理過(guò)程相結合的方法,提出了由工況監測、控制器優(yōu)化層設計和底層控制器相結合的控制方案。首先由工況監測模塊對球磨機的當欠負荷做出判斷,再由監督層規則優(yōu)化控制器的設定值,通過(guò)控制回路的輸出跟蹤修改后的設定值,使球磨機負荷始終保持在*佳負荷或近似*佳負荷狀態(tài)。文獻采用案例推理與數據融合結合的方法,提出了某配料過(guò)程球磨機負荷控制方案?,F場(chǎng)應用效果良好,大大降低了能耗,同時(shí)臺時(shí)也穩步提高,球磨機負荷較為穩定,取得了很好的預期效果。
由于褐鐵礦選礦設備球磨機系統屬于典型的多輸入多輸出過(guò)程,且**地數學(xué)模型往往難以建立,因此有不少專(zhuān)家采用預測控制方法對粉磨過(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的數學(xué)模型,并采用廣義預測控制的方法實(shí)現了球磨機的自動(dòng)控制。文中建立了球磨機的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )預測模型,提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )預測控制器的非線(xiàn)性預測控制方法,*終實(shí)現非線(xiàn)性系統的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )直接預測控制。由于具體的實(shí)現過(guò)程較為復雜,故實(shí)際應用受到一定局限。東南大學(xué)的陳夕松等人充分利用預測控制在處理多輸入多輸出系統問(wèn)題上的優(yōu)勢,建立了球磨機的多輸入多輸出模型,并取得了良好的控制效果和經(jīng)濟效益。文分別將有約束MPC和無(wú)約束MPC算法與多回路PID控制在球磨機上的應用效果做了比較,得出了兩種預測控制算法綜合性能均好于多回路PID的結論。
對于褐鐵礦選礦設備球磨機系統而言,因其具有的非線(xiàn)性、大滯后、強耦合等特點(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)家將復合控制的思想應用于球磨機系統。文針對被控對象的實(shí)際特點(diǎn)采用了分模式的控制方案,設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。文獻采用預測控制和模糊思想組成的復合控制方案對褐鐵礦選礦設備球磨機系統進(jìn)行控制。當系統偏差較大時(shí)采用模糊控制使輸出值盡快跟蹤設定值,當偏差較小時(shí)采用預測控制實(shí)現在穩態(tài)值附近的動(dòng)態(tài)優(yōu)化,并以此進(jìn)行穩態(tài)優(yōu)化。
目前在實(shí)際現場(chǎng)中有所應用的控制算法還主要有自尋優(yōu)控制和自適應控制。自尋優(yōu)控制對常規控制的規則進(jìn)行了改進(jìn),提出將常規控制和具有自學(xué)習功能的動(dòng)態(tài)自尋*優(yōu)控制相結合的控制策略。自適應控制策略在一臺實(shí)驗球磨機上進(jìn)行了仿真,仿真結果證明了控制的有效性。