專利名稱：一種物料配料自動動態補償方法
技術領域：
本發明涉及一種可以真正精確物料配比的對過程參數的大幅度變化和負荷干擾有很強的自適應能力的物料配料自動動態補償方法。
背景技術：
對于石灰窯配料煤率的準確控制是通過準確控制煤石量來實現的，而煤石加料過程是通過控制電機的開停來完成的。對整個加料控制過程而言，加料量在臨界點是難控制的，因為(1)系統是一個模擬量輸入離散量輸出的特殊系統。存在較大的純滯后量，即沖擊量；(2)這個模擬量(被控參數)在控制點附近具有極高的靈敏度，單位時間加料量易受到物料的瞬時粒度大小、電機狀況以及其它因素的影響；(3)建立一個準確的過程數學模型有相當的難度。顯然，傳統的PID控制難以處理這種變動態特性問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種可以準確控制物料配比的配料自動補償方法。
為了達到上述目的，本發明提供一種物料配料自動動態補償方法，該方法包括以下步驟(1)設定第一次配料初始給定值SP0，并設定初始補償值；(2)計算設定的第一次配料初始給定值SP0與物料的第一次實際稱重PV1之間的誤差；(3)根據誤差值利用規則集檢索出相應的補償系數K；(4)令SP1＝K(PV1-SP0)為第二次加料的給定值；以及(5)重復上述步驟1-4，依次當進行第N+1次加料時的給定值為SPn+1＝SP0-K(PVn-SP0)。
本發明方法從智能控制(IC)的基本思想出發，采用開閉環相結合的方法，以及專家系統技術，設計了一種不同于常規的新型控制方法。這種智能控制方法具有很強的自適應能力和較高的品質指標，從而可以保證物料配料的準確控制。
圖1為本發明所提供的一種物料配料自動動態補償方法的實現方法流程圖；圖2為本發明的具體實施方式
流程圖；圖3表示以EC為核心的控制系統基本結構。
具體實施例方式
如圖1所示是本發明所提供的一種物料配料自動補償方法的實現方法的流程圖，首先，設定第一次配料初始給定值SP0，并設定初始補償值，步驟101；計算設定的第一次配料初始給定值SP0與物料的第一次實際稱重PV1之間的誤差，步驟102；根據誤差值利用規則集檢索出相應的補償系數K，步驟103；令SP1＝K(PV1-SP0)為第二次加料的給定值，步驟104；重復上述步驟101-104，依次當進行第N+1次加料時的給定值為SPn+1＝SP0-K(PVn-SP0)。
下面舉一具體實施例，來說明本發明的技術方案。
在本實施例中，首先對對象加以分析石灰窯燃燒工藝要求每罐進料中的煤石按一定比例混合，即窯內煤石按此比例燃燒反應。因為石灰窯的燃燒是一個連續過程且具有較長的時間常數，如此，我們可以把整個過程看成連續配料、連續燃燒和連續出灰的過程。那么，工藝所要求的每一罐煤率的指標就可以等價于連續幾罐或幾十罐的平均煤率。也可以理解成，在一個不至于影響燃燒的時間段里，連續進料的煤石平均比等于工藝要求的單罐煤石比。
根據以上分析，追求單罐煤率的準確，既不現實也沒必要，在連續化生產中是不可能的，再有煤石的計量是生產要求而非對外銷售要求。因此，我們取20罐為一個區間或時間段，如果能對此20罐的煤石混料的平均煤率進行控制，就完全可以滿足生產的要求。
如圖2所示，本發明的具體實施例步驟如下設定初始給定值為工藝給定值SPo，初始補償量為SPo的百分之五，步驟201；開加料機，步驟202；判斷重量是否達到給定值Spo，步驟203；如稱重到給定值程序繼續，否則程序結束；停加料機靜置5秒鐘后讀重量PV1，步驟204；求出誤差(PV1-SPo)，在規則集中檢索出相應的K值，步驟205；令SP1＝K(PV1-SPo)作為第二次加料的給定值，步驟206；計數器加1，步驟207；接其它功能程序，步驟208；程序結束，步驟209。以SP1作為初始給定值，重復步驟201-209，依次當進行第N+1次加料時的給定值為SPn+1＝SPo-K(PVn-SPo)。
如圖3所示為本發明以EC為核心的控制系統基本結構。
上述實施例中智能控制器的基本思想就是開閉環相結合的智能控制算法，這種算法的最基本特征是開閉環相結合。公式如下SPn+1＝SPo-K(PVn-SPo)，加料機＝ON加料機＝OFF ，PVn≥SPoSPo工藝設定值；控制器的初始零輸出值；SPn+1第n+1罐的實際停止加料值；控制器的第n+1次輸出值；PVn煤石的實際重量值；經檢測處理后的控制器的輸入值；K補償系數或控制因子；ON煤石加料機啟動ON；OFF加料停止為OFF；上式最基本的思想就是用第n+1的輸出來修正補償第n次輸出后所產生的偏差，其方法就是修改動態給定值，如此，便人為建立了一個以工藝給定值(SPo)為中心軸線的振蕩系統。其振幅為沖擊量的大小，使得系統在一個相對的區間內，煤石的平均煤率近似于或等于工藝給定值。
上式中的K值一是由人工根據煤石的粒度大小等因素來設定的，取值一般在0～1.0之間，為了提高控制精度，降低振蕩幅度，本發明結合煤石配料控制的特殊性，進一步總結了人的操作經驗。對以上智能控制器進行了優化，引入了人工智能的專家系統技術，專家式控制器(EC)使智能控制器(IC)功能得到進一步擴展。即對K值進行在線修正。真正起到最佳補償作用，使得每一罐的煤石配比更接近于工藝給定值。
專家系統就是一個智能程序系統，它利用知識庫和推理機構來解決專業范圍內只有靠專家或理想的優秀操作員才能解決的問題。由于專家系統不僅可以利用理論知識，而且可以直接總結和利用人的經驗知識，具有較高的靈活性，因而能很好地處理不確定性問題，這無疑為工業過程的智能控制提供了十分有效的途徑。
本發明運用了專家系統于智能控制，即對補償系數進行在線修正，進而修正煤石動態給定值(停加料值)，以適應整個過程的變化。
控制規則集K值的確定方法如下控制規則集是在IC算法的基礎上進一步總結人的控制經驗而建立的一套適合于不同情況的控制規則。它集中反映了人的控制行為。本控制規則在線感覺煤石的沖擊量大小，及時自動調整控制策略，進而及時調整煤石加料機的停車點。這種控制規則的多少應視具體情況而定，本發明只定了簡單的10條規則予以試驗。具體規則如下設石工藝初始給定值為1000t，E為誤差值，則規則IF 150t≤E THEN K＝1.0IF 120t≤E＜150t THEN K＝0.9
IF100t≤E＜120t THEN K＝0.8IF80t≤E＜100tTHEN K＝0.7IF60t≤E＜80t THEN K＝0.6IF40t≤E＜60t THEN K＝0.5IF30t≤E＜40t THEN K＝0.4IF0t≤E＜30t THEN K＝0.3IF-20t≤E＜0t THEN K＝0.2IFE＜-20t THEN K＝0.1設煤工藝初始給定值為100t，E為誤差值，則規則IF50t≤E THEN K＝1.0IF40t≤E＜50tTHEN K＝0.9IF30t≤E＜40tTHEN K＝0.8IF25t≤E＜30tTHEN K＝0.7IF20t≤E＜25tTHEN K＝0.6IF15t≤E＜20tTHEN K＝0.5IF10t≤E＜15tTHEN K＝0.4IF5t≤E＜10t THEN K＝0.3IF0t≤E＜5t THEN K＝0.2IFE＜-10tTHEN K＝0.1建立規則集必須滿足以下原則f(E)＝K。
這里，E＝{E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7，E8，E9，E10}，K＝{K1，K2，K3，K4，K5，K6，K7，K8，K9，K10}。
權利要求
1.一種物料配料自動動態補償方法，其特征在于它包括以下步驟(1)設定第一次配料初始給定值SP0，并設定初始補償值；(2)計算設定的第一次配料初始給定值SP0與物料的第一次實際稱重PV1之間的誤差；(3)根據誤差值利用規則集檢索出相應的補償系數K；(4)令SP1＝K(PV1-SP0)為第二次加料的給定值；以及(5)重復上述步驟1-4，依次當進行第N+1次加料時的給定值為SPn+1＝SP0-K(PVn-SP0)。
全文摘要
本發明公開了一種物料配料自動動態補償方法，該方法包括以下步驟設定第一次配料初始給定值SP
文檔編號B01F15/04GK1614528SQ200410071950
公開日2005年5月11日 申請日期2004年9月17日 優先權日2004年9月17日
發明者王文周, 李大讀, 呂徑春 申請人:天津渤海化工有限責任公司天津堿廠