一種水泥生料配料控制系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種水泥生料配料系統(tǒng)及方法，具體地說是一種水泥生料配料控制系 統(tǒng)及方法，屬于水泥生產(chǎn)工藝技術領域。
【背景技術】
[0002] 水泥生產(chǎn)過程可簡要地概括為"兩磨一燒"，其中"兩磨"指的是原料粉磨成生料和 熟料粉磨成水泥，"一燒"指的是將生料鍛燒形成熟料。整個過程是一個典型的連續(xù)過程， 前一階段的質(zhì)量對后一環(huán)節(jié)的質(zhì)量都有重要影響，而原料粉末成生料是整個水泥生產(chǎn)的首 要環(huán)節(jié)，生料成分決定了=率值指標是否合格，是保證整個水泥生產(chǎn)線穩(wěn)定生產(chǎn)的前提，因 此，生料質(zhì)量控制問題是水泥生產(chǎn)質(zhì)量得到保障所亟需解決的問題。目前，國內(nèi)大部分水泥 企業(yè)生料質(zhì)量控制主要采用傳統(tǒng)的離線式分析與調(diào)整方法，即化驗室人員每間隔一小時到 生料庫取樣，然后采用巧光分析儀進行成分分析，計算=率值，中控制操作人員根據(jù)化驗室 的計算結果憑經(jīng)驗進行原料配比的調(diào)整。其缺點是；由于人易疲勞，化驗室人員正點取樣其 時間的準確度及化驗操作的準確度不能保證；其次，中控室操作員憑經(jīng)驗調(diào)整而不是嚴格 計算，其主觀性比較大，調(diào)整的效果難W保證；另外，在實際生產(chǎn)過程中，一般情況下原料成 分會有波動，有時波動比較大，根據(jù)每小時取樣所化驗的結果進行調(diào)整，生料率值波動會比 較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出了一種水泥生料配料控制系統(tǒng)及方法，其能夠 根據(jù)在線分析儀分析的結果實時地、自適應地調(diào)節(jié)原料配比，W保證生料的質(zhì)量。
[0004] 本發(fā)明解決其技術問題采取的技術方案是；一種水泥生料配料控制系統(tǒng)，包括粉 磨控制系統(tǒng)，其特征是，還包括生料自動取樣器、在線分析儀和生料質(zhì)量控制系統(tǒng)，所述生 料自動取樣器設置在磨機生料出口處進行磨粉采樣，并將采樣的磨粉樣品輸送給在線分析 儀進行成分分析，所述在線分析儀將磨粉樣品的分析結果發(fā)送給生料質(zhì)量控制系統(tǒng)，所述 生料質(zhì)量控制系統(tǒng)根據(jù)磨粉樣品的分析結果和生料目標率值進行自適應調(diào)節(jié)原料配比，并 將調(diào)節(jié)后的原料配比值發(fā)送給粉磨控制系統(tǒng)。
[0005] 通過在線分析儀對生料進行成分分析，并利用生料質(zhì)量控制系統(tǒng)根據(jù)生料目標率 值進行自適應調(diào)節(jié)原料配比，從而進行實時地、自適應地調(diào)節(jié)原料配比，降低了生料率值波 動性，保證了生料的質(zhì)量。
[0006] 優(yōu)選地，所述生料質(zhì)量控制系統(tǒng)包括模糊控制器和模糊控制規(guī)則庫，所述模糊控 制規(guī)則庫用W根據(jù)原材料特點及各個成分對=率值的影響采用相應的控制規(guī)則，所述模糊 控制器根據(jù)在線分析儀分析的結果選擇模糊控制規(guī)則庫中相應控制規(guī)則來自適應調(diào)節(jié)原 料配比。通過模糊控制器根據(jù)在線分析儀分析的結果選擇相應控制規(guī)則實時調(diào)節(jié)原料配 比，保證了生料質(zhì)量的連續(xù)穩(wěn)定。
[0007] 優(yōu)選地，所述粉磨控制系統(tǒng)包括皮帶輸送機、喂料機、磨機和粉磨控制主機，所述 的皮帶輸送機、喂料機和磨機順序連接，所述粉磨控制主機分別與皮帶輸送機、喂料機和磨 機的控制端相連，所述生料質(zhì)量控制系統(tǒng)與粉磨控制主機的控制端相連。生料質(zhì)量控制系 統(tǒng)將調(diào)節(jié)后原料配比發(fā)送給粉磨控制主機然后由粉磨控制主機按照調(diào)節(jié)后原料配比控制 喂料機進行喂料，在粉磨控制系統(tǒng)現(xiàn)有功能的基礎上實現(xiàn)了原料配比的實時調(diào)節(jié)，保證了 生料的質(zhì)量。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種水泥生料配料控制方法，利用上述所述的水泥生料配料控制 系統(tǒng)對泥生料的配料進行控制，其特征是，所述方法包括W下步驟：
[0009] 建立生料質(zhì)量控制系統(tǒng)的模糊控制規(guī)則庫，所述模糊控制規(guī)則的輸入為目標給定 值，輸出為輸入經(jīng)過相應的結構矩陣計算得到的配比調(diào)節(jié)行為；
[0010] 生料目標率值輸入生料質(zhì)量控制系統(tǒng)；
[0011] 生料自動取樣器進行磨粉采樣，并將采樣的磨粉樣品輸送給在線分析儀；
[0012] 在線分析儀磨粉樣品進行化驗分析；
[0013] 將分析結果發(fā)送給生料質(zhì)量控制系統(tǒng)；
[0014] 生料質(zhì)量控制系統(tǒng)基于生料目標率值和分析結果采用模糊控制規(guī)則計算新的原 料配比值，并將新的原料配比值發(fā)送給粉磨控制系統(tǒng)。
[0015] 首先通過在線分析儀對生料進行成分分析，然后生料質(zhì)量控制系統(tǒng)根據(jù)生料目標 率值采用模糊控制規(guī)則進行自適應調(diào)節(jié)原料配比，并將計算出的新的原料配比值發(fā)送給粉 磨控制系統(tǒng)，最后粉磨控制系統(tǒng)按照調(diào)節(jié)后的原料配比控制喂料機進行喂料，實現(xiàn)了原料 配比的實時調(diào)節(jié)，降低了生料率值波動性，保證了生料的質(zhì)量。
[0016] 進一步地，所述的模糊控制規(guī)則為：
[0017] 假設有n個輸入X。個輸出y。…，y。，則其控制規(guī)則如下；
[0018]
[001引其中，q= 1，…Q，Q是總的控制規(guī)則條數(shù)，Xi、yj.分別表示模糊控制器的輸入和輸 出的語言變量，其取值分別為
Xi和yj.的語言值數(shù)分別是ki和 sj，i= 1，…，n、j= 1，…，m。采用模糊控制規(guī)則進行實時調(diào)節(jié)原料配比，保證了生料質(zhì)量 的連續(xù)穩(wěn)定。
[0020] 進一步地，所述生料質(zhì)量控制系統(tǒng)計算新的原料配比值的過程為；首先利用矩陣 半張量積理論將模糊控制規(guī)則轉(zhuǎn)化結構矩陣；然后根據(jù)分析結果與生料目標率值確定其差 值的語言變量，W半張量積代數(shù)形式表達作為模糊控制規(guī)則的輸入，最后根據(jù)轉(zhuǎn)化后結構 矩陣進行計算出新的原料配比值。
[0021] 進一步地，所述將模糊控制規(guī)則轉(zhuǎn)化結構矩陣的過程為：
[0022] 定義輸入變量為：
[0023]
[0024] 其中，表示kiXki大小單位矩陣的第一列，i= 1，…，n，依次類推；
[002引定義輸出變量為：
[0026]
[0027] 其中，表示SjXSj大小單位矩陣的第一列，j= 1，…，m，依次類推；
[002引則控制規(guī)則為：
[0029]
[0030] 模糊規(guī)則的代數(shù)表達式為：
[0031]
[0032] 其中，OC表示矩陣半張量積運算；
[0033] 省略-后則模糊規(guī)則的代數(shù)形式可表達為
[0034]
[003引其中，J
，巧表示kXk單位矩陣的 第i列，
AfjG與j.xA-，n為輸入變量的個數(shù)，m為輸出變量的個 數(shù)。
[0036] 進一步地，當所述生料目標率值為=率值：石灰飽和系數(shù)、為娃酸率和侶氧率時， 所述計算新的原料配比值的過程為；首先根據(jù)在線分析儀給出的分析結果利用=率值計算 公式計算出=率值實際大小，然后將實際=率值與目標=率值進行比較確定其差值的語言 變量，W半張量積代數(shù)形式表達作為模糊控制規(guī)則的輸入，最后根據(jù)轉(zhuǎn)化后的結構矩陣進 行計算得出新的原料配比值。
[0037] 本發(fā)明采用了基于實際人工調(diào)節(jié)配比經(jīng)驗的模糊控制規(guī)則，并對模糊規(guī)則進行代 數(shù)化，通過融合矩陣半張量積理論與模糊控制理論并采用多種調(diào)整模式及控制策略來對水 泥生料的配料進行仿人控制規(guī)則智能化優(yōu)化控制，保證了出磨生料成分的穩(wěn)定性，滿足了 不同工藝條件下的配料要求，實現(xiàn)了原料配比的實時調(diào)節(jié)，降低了生料率值波動性，保證了 生料的質(zhì)量。
[0038] 本發(fā)明的有益效果如下；
[0039] (1)本發(fā)明的水泥生料配料控制系統(tǒng)通過在線分析儀對生料進行成分分析，并通 過生料質(zhì)量控制系統(tǒng)根據(jù)在線分析儀分析的結果選擇相應控制規(guī)則進行自適應調(diào)節(jié)原料 配比，生料質(zhì)量控制系統(tǒng)將調(diào)節(jié)后原料配比發(fā)送給粉磨控制主機然后由粉磨控制主機按照 調(diào)節(jié)后原料配比控制喂料機進行喂料，在粉磨控制系統(tǒng)現(xiàn)有功能的基礎上實現(xiàn)了原料配比 的實時調(diào)節(jié)，從而進行實時地、自適應地調(diào)節(jié)原料配比，降低了生料率值波動性，保證了生 料的質(zhì)量。
[0040] (2)本發(fā)明的水泥生料配料控制方法首先通過在線分析儀對生料進行成分分析， 然后生料質(zhì)量控制系統(tǒng)根據(jù)生料目標率值采用模糊控制規(guī)則進行自適應調(diào)節(jié)原料配比，并 將計算出的新的原料配比值發(fā)送給粉磨控制系統(tǒng)，最后粉磨控制系統(tǒng)按照調(diào)節(jié)后的原料配 比控制喂料機進行喂料，實現(xiàn)了原料配比的實時調(diào)節(jié)，降低了生料率值波動