本發(fā)明屬于燒結(jié)混合料加水自動(dòng)控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別提供了一種燒結(jié)混合料水分閉環(huán)控制方法。
背景技術(shù)：
：燒結(jié)混合料水分控制，是燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，既直接影響垂直燒結(jié)速度，又影響燒結(jié)礦的成品率、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)?；旌狭纤诌^(guò)大，促使燒結(jié)速度加快，造成燒結(jié)礦成品率較低，返礦量偏大，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)降低；混合料水分過(guò)小，促使燒結(jié)速度減慢，造成生產(chǎn)率較低，綜合能耗增加。為使燒結(jié)過(guò)程具有良好的透氣性、混合料良好的成球性，對(duì)混合料水分進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)和控制，是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的必要保證。目前，國(guó)內(nèi)在燒結(jié)混合料水分控制方面基本處在手動(dòng)控制狀態(tài)，暫且沒(méi)有見(jiàn)到實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的報(bào)道，因此本發(fā)明的提出和實(shí)施將在燒結(jié)混合料水分控制領(lǐng)域起到很好地示范和引領(lǐng)作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)混合料水分閉環(huán)控制方法，采用先進(jìn)的模糊控制理論、自動(dòng)尋優(yōu)算法實(shí)現(xiàn)燒結(jié)混合料水分的自動(dòng)控制，提高混合料加水控制的準(zhǔn)確性，規(guī)范燒結(jié)混合料加水操作，提高燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平。步驟一：數(shù)據(jù)采集：各原料倉(cāng)下料口的實(shí)際下料量、目標(biāo)水分值、各物料水分含量值、一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值、一混水管流量值、配料室加水量、燒結(jié)機(jī)機(jī)速、左煙道溫度、右煙道溫度、終點(diǎn)溫度，采數(shù)周期為1min。針對(duì)各數(shù)據(jù)數(shù)值的上、下限，對(duì)數(shù)據(jù)有效性進(jìn)行判斷。步驟二：開(kāi)機(jī)調(diào)節(jié)：燒結(jié)機(jī)開(kāi)機(jī)后，設(shè)定混合料目標(biāo)水分值，根據(jù)實(shí)際下料量，人工調(diào)節(jié)一混水管流量控制閥門(mén)的開(kāi)度，直到一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值調(diào)整到目標(biāo)水分值的正常范圍(±0.05)內(nèi)，停止調(diào)節(jié)一混水管流量控制閥門(mén)；步驟三：加水量修正系數(shù)計(jì)算：加水量修正系數(shù)計(jì)算實(shí)現(xiàn)的主要步驟包括：步驟a：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：步驟二完成之后，從手動(dòng)狀態(tài)切換到自動(dòng)狀態(tài)，記錄切換瞬間的一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值H2、一混水管流量值W、第一配料室加水量c、第二配料室加水量d；步驟b：混合料總量M的計(jì)算：實(shí)時(shí)下料量追蹤，讓一混入口的總料量對(duì)應(yīng)著每一個(gè)配料室下料稱(chēng)的稱(chēng)量值。即分別考慮各物料從下料口至一混入口的運(yùn)行時(shí)間Ti(共20個(gè)下料口i＝1,2,…20)，根據(jù)Ti倒推求得當(dāng)前時(shí)間的下料量為前Ti時(shí)間所對(duì)應(yīng)下料口的下料量，如圖1所示?；旌狭峡偭縈的計(jì)算公式為：Ai為第i個(gè)下料口倒推時(shí)間的實(shí)際下料量；步驟c：混合料原始水分含量值H1的計(jì)算：根據(jù)步驟b得到的各下料口的下料量，和各物料的水分含量，計(jì)算出混合料總量的綜合原始水分含量，混合料原始水分含量值H1的計(jì)算公式為：Ai為第i個(gè)下料口實(shí)際下料量，xi為第i個(gè)下料口物料水分含量值(分別考慮各原料從下料口到一混前的運(yùn)行時(shí)間差)；步驟d：計(jì)算加水量修正系數(shù)b。加水量修正系數(shù)b的計(jì)算公式為：M為混合料總量，H1為混合料原始水分含量值，H2為一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值，W為一混水管流量值，c為第一配料室加水量，d為第二配料室加水量；步驟e：將一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值賦值給目標(biāo)水分值。步驟四：智能加水計(jì)算：綜合考慮各混合料總量、混合料原始水分含量值、目標(biāo)水分值、配料室加水量，同時(shí)根據(jù)一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值與目標(biāo)水分值的偏差e及偏差變化ec，運(yùn)用模糊控制理論周期計(jì)算加水量調(diào)整值△Y，最終將計(jì)算的一混加水量X下發(fā)一級(jí)。智能加水計(jì)算實(shí)現(xiàn)的主要步驟包括：步驟a：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：讀取目標(biāo)水分值、加水量修正系數(shù)b、第一配料室加水量c、第二配料室加水量d；步驟b：混合料總量M的計(jì)算：實(shí)時(shí)下料量追蹤，讓一混入口的總料量對(duì)應(yīng)著每一個(gè)配料室下料稱(chēng)的稱(chēng)量值。即分別考慮各物料從下料口至一混入口的運(yùn)行時(shí)間Ti(共20個(gè)下料口i＝1,2,…20)，根據(jù)Ti倒推求得當(dāng)前時(shí)間的下料量為前Ti時(shí)間所對(duì)應(yīng)下料口的下料量，如圖1所示?；旌狭峡偭縈的計(jì)算公式為：Ai為第i個(gè)下料口實(shí)際下料量(分別考慮各原料從下料口到一混前的運(yùn)行時(shí)間差)。步驟c：混合料原始水分含量值H1的計(jì)算：根據(jù)步驟b得到的各下料口的下料量，和各物料的水分含量，計(jì)算出混合料總量的綜合原始水分含量，混合料原始水分含量值H1的計(jì)算公式為：Ai為第i個(gè)下料口實(shí)際下料量，xi為第i個(gè)下料口物料水分含量值；步驟d：加水量調(diào)整值△Y的計(jì)算：加水量調(diào)整值△Y以一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值與目標(biāo)水分值的偏差e、偏差變化ec為輸入量、加水量調(diào)整值u為輸出量的二維模糊控制。然后分別對(duì)一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值與目標(biāo)水分值的偏差e、偏差變化ec、加水量調(diào)節(jié)值u的論域及模糊語(yǔ)言變量詞集和隸屬度函數(shù)進(jìn)行確定，制定出模糊控制查詢表，根據(jù)模糊控制查詢表計(jì)算求得加水量調(diào)整值△Y。實(shí)現(xiàn)步驟主要包括：Step1：輸入、輸出量的確定：首先設(shè)定模糊控制基本參數(shù)，Y為目標(biāo)水分(％)，Dmax為調(diào)整死區(qū)(％)，emax為偏差最大范圍(％)，ecmax為偏差變化最大范圍(％)，umax為加水量調(diào)節(jié)值最大范圍(t/h)，T為周期(min)，以一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值與目標(biāo)水分值的偏差e、偏差變化ec(本周期偏差e1與上周期偏差e0的差值)為輸入量，u(加水量調(diào)整值△Y)為輸出控制量。如果一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值與目標(biāo)水分值的偏差e在調(diào)整死區(qū)范圍([-Dmax，Dmax])內(nèi)，則不進(jìn)行模糊控制計(jì)算。Step2：模糊控制查詢表的制定：1)設(shè)e的論域：E＝{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}e折算規(guī)則：E＝偏差e*P1(對(duì)求得的數(shù)據(jù)四舍五入)P1＝6/emax2)設(shè)ec的論域：EC＝{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}ec折算規(guī)則：EC＝偏差變化ec*P2(對(duì)求得的數(shù)據(jù)四舍五入)P2＝6/ecmax3)設(shè)u的論域：U＝{-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7}4)模糊控制查詢表的建立：根據(jù)模糊控制理論知識(shí)，同時(shí)結(jié)合燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)際情況，本發(fā)明制定出符合燒結(jié)混合料加水閉環(huán)控制的模糊控制查詢表，如表―1所示：表―1模糊控制查詢表5)計(jì)算加水量調(diào)整值(△Y)：△Y＝u；u＝P3*U；P3＝umax/7；步驟e：計(jì)算一混加水量X：一混加水量X計(jì)算公式為：M為混合料總量；H1為混合料原始水分含量值；Y為目標(biāo)水分值；c為第一配料室加水量；d為第二配料室加水量；△Y為加水量調(diào)節(jié)值。步驟五：目標(biāo)水分自動(dòng)尋優(yōu)模塊：綜合考慮燒結(jié)機(jī)機(jī)速V、左煙道溫度T1、右煙道溫度T2、終點(diǎn)溫度TBTP，周期計(jì)算混合料水分好壞評(píng)價(jià)指數(shù)K。當(dāng)K值低于下限值Kmin后開(kāi)始自動(dòng)尋優(yōu)，通過(guò)最佳K值尋找到最優(yōu)的目標(biāo)水分值F。水分好壞評(píng)價(jià)指數(shù)K的計(jì)算公式為：K＝0.5*200*V+0.15*2.5*T1+0.15*2.5*T2+0.2*TBTP，V為燒結(jié)機(jī)機(jī)速；T1為左煙道溫度；T2為右煙道溫度；TBTP為燒結(jié)終點(diǎn)溫度。目標(biāo)水分尋優(yōu)的判斷邏輯：步驟a：若Kn+1>Kn，正向搜索：例如，如果K2>K1(K1為前一周期數(shù)值)，目標(biāo)水分調(diào)整為F1+△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K3>K2(K2為前一周期數(shù)值)，若成立，則目標(biāo)水分調(diào)整為F2+△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K4>K3，則繼續(xù)往前找，直到滿足條件：Kn>Kn+1且Kn>Kn-1，則Kn對(duì)應(yīng)的水分值Fn即為最優(yōu)的目標(biāo)水分。如果目標(biāo)水分F調(diào)整5次仍不滿足Kn>Kn+1且Kn>Kn-1條件，則將5次判斷中最大K值對(duì)應(yīng)的F值作為最優(yōu)的目標(biāo)水分值。步驟b：Kn+1<Kn，反向搜索：例如，如果K2<K1(K1為前一周期數(shù)值)，目標(biāo)水分調(diào)整為F1―△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K3<K2(K2為前一周期數(shù)值)，若成立，目標(biāo)水分調(diào)整為F2―△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K4<K3，則繼續(xù)往前找，直到滿足條件：Kn>Kn+1且Kn>Kn-1，則Kn對(duì)應(yīng)的水分值Fn即為最優(yōu)的目標(biāo)水分。如果目標(biāo)水分F調(diào)整5次仍不滿足Kn>Kn+1且Kn>Kn-1條件，則將5次判斷中最大K值對(duì)應(yīng)的F值作為最優(yōu)的目標(biāo)水分值。本發(fā)明的有益效果是：實(shí)現(xiàn)燒結(jié)混合料水分閉環(huán)控制、節(jié)能降耗，提高燒結(jié)礦成品率、燒結(jié)生產(chǎn)自動(dòng)化水平。附圖說(shuō)明圖1為各物料從下料口至一混入口的運(yùn)行時(shí)間示意圖；圖2為燒結(jié)混合料水分閉環(huán)控制流程圖。具體實(shí)施方式為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，以下結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：Step1：數(shù)據(jù)采集：各原料倉(cāng)下料口的實(shí)際下料量、目標(biāo)水分值、各物料水分含量值、一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值、一混水管流量值、配料室加水量、燒結(jié)機(jī)機(jī)速、左煙道溫度、右煙道溫度、終點(diǎn)溫度，采數(shù)周期為1min。針對(duì)各數(shù)據(jù)數(shù)值的上、下限，對(duì)數(shù)據(jù)有效性進(jìn)行判斷。Step2：開(kāi)機(jī)調(diào)節(jié)：燒結(jié)機(jī)開(kāi)機(jī)后，設(shè)定混合料目標(biāo)水分值6.3，首先調(diào)節(jié)一混加水主閥門(mén)開(kāi)度到18度，人工調(diào)節(jié)一混水管流量控制閥門(mén)的開(kāi)度，直到一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值調(diào)整到目標(biāo)水分值的正常范圍(±0.05)內(nèi)。例如此時(shí)一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值為6.25，滿足±0.05的判斷條件，則記錄該值作為目標(biāo)水分值，同時(shí)停止調(diào)節(jié)一混水管流量控制閥門(mén)。；Step3：加水量修正系數(shù)計(jì)算：Stepa：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：開(kāi)機(jī)調(diào)節(jié)模塊完成之后，將模型從手動(dòng)狀態(tài)切換到自動(dòng)狀態(tài)，記錄切換瞬間的一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值為6.25、一混水管流量值為17.5、配料室加水量的值分別為c＝1.5，d＝8.3；Stepb：混合料總料量的計(jì)算：實(shí)時(shí)下料量追蹤，讓一混入口的總料量對(duì)應(yīng)著每一個(gè)配料室下料稱(chēng)的稱(chēng)量值。即分別考慮各物料從下料口至一混入口的運(yùn)行時(shí)間Ti(i＝1,2,…20)，如表―3所示：表―3物料從下料口至一混入口的運(yùn)行時(shí)間下料口倒推延時(shí)時(shí)間單位/秒1T01702T11673T21604T31545T41476T51407T61328T71259T811910T911211T1010612T119913T129314T138615T148116T157817T167418T177019T186220T1955根據(jù)Ti倒推求得當(dāng)前時(shí)間的混合料總量M為1050t。Stepc：混合料原始水分含量值的計(jì)算：根據(jù)Stepb得到的混合料總量M，同時(shí)結(jié)合每種物料的水分含量，計(jì)算出混合料原始水分含量值H1為4.48。Stepd：計(jì)算加水量修正系數(shù)b：Stepe：將一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值和一混水管流量值分別賦值給目標(biāo)水分和初始一混加水量，即得到目標(biāo)水分值為6.25，初始一混加水量為17.5。Step4：智能加水計(jì)算：由Step3可知，混合料原始水分含量值為4.48、目標(biāo)水分值為6.25、加水量修正系數(shù)b＝1.06、配料室加水量c＝1.5，d＝8.3；假設(shè)在此期間內(nèi)混合料總量不變，取值為1050，如果在此期間混合料總量變化則需要按照步驟三重新求解混合料總量。設(shè)當(dāng)前周期的一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值為6.6，前一周期的一混后微波測(cè)水儀檢測(cè)值為6.4，則本周期偏差e1為0.35、前一周期偏差e0為0.15，偏差變化ec為0.2。e1>Dmax，不在調(diào)整死區(qū)范圍內(nèi)，則需要進(jìn)行模糊控制計(jì)算，求解加水量調(diào)整值△Y。表―4模糊控制基本參數(shù)模糊控制查詢表的制定：1)設(shè)e的論域：E＝{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}e折算規(guī)則：E＝e*P1P1＝6/emax＝6/0.6＝10則：E＝0.35*10＝4(四舍五入)2)設(shè)ec的論域：EC＝{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}ec折算規(guī)則：EC＝ec*P2(對(duì)求得的數(shù)據(jù)四舍五入)P2＝6/ecmax＝6/0.6＝10則：EC＝0.2*10＝23)計(jì)算加水量調(diào)整值(△Y)：通過(guò)表―2模糊控制查詢表可知：當(dāng)E＝4,，EC＝2時(shí)，U＝－5，則u＝(umax/7)*U＝(0.5/7)*(－5)＝－0.357，即△Y＝－0.357根據(jù)公式得到調(diào)整后的一混加水量X＝17.5－0.357＝17.143Step4：目標(biāo)水分自動(dòng)尋優(yōu)模塊：計(jì)算水分好壞評(píng)價(jià)指數(shù)K(每?jī)煞昼娪?jì)算一次)：K＝0.5*200*V+0.15*2.5*T1+0.15*2.5*T2+0.2*TBTP＝0.5*200*2+0.15*2.5*167.5+0.15*2.5*152.2+0.2*430＝405.8875K值低于下限值420，按照自動(dòng)尋優(yōu)的判斷邏輯開(kāi)始自動(dòng)尋優(yōu)，步驟如下：步驟a：若Kn+1>Kn，正向搜索：例如，如果K2>K1(K1為前一周期數(shù)值)，目標(biāo)水分調(diào)整為F1+△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K3>K2(K2為前一周期數(shù)值)，若成立，則目標(biāo)水分調(diào)整為F2+△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K4>K3，則繼續(xù)往前找，直到滿足條件：Kn>Kn+1且Kn>Kn-1，則Kn對(duì)應(yīng)的水分值Fn即為最優(yōu)的目標(biāo)水分。如果目標(biāo)水分F調(diào)整5次仍不滿足Kn>Kn+1且Kn>Kn-1條件，則將5次判斷中最大K值對(duì)應(yīng)的F值作為最優(yōu)的目標(biāo)水分值。步驟b：Kn+1<Kn，反向搜索：例如，如果K2<K1(K1為前一周期數(shù)值)，目標(biāo)水分調(diào)整為F1―△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K3<K2(K2為前一周期數(shù)值)，若成立，目標(biāo)水分調(diào)整為F2―△F。等待一個(gè)周期時(shí)間，判斷K4<K3，則繼續(xù)往前找，直到滿足條件：Kn>Kn+1且Kn>Kn-1，則Kn對(duì)應(yīng)的水分值Fn即為最優(yōu)的目標(biāo)水分。如果目標(biāo)水分F調(diào)整5次仍不滿足Kn>Kn+1且Kn>Kn-1條件，則將5次判斷中最大K值對(duì)應(yīng)的F值作為最優(yōu)的目標(biāo)水分值。得到最優(yōu)的目標(biāo)水分值，下發(fā)一級(jí)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3