基于神經網絡的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種侶椿加熱爐燃燒溫度自動控制技術領域。
【背景技術】
[0002] 侶型材生產企業屬于高能耗、高排放制造企業，擠壓生產的成本控制是企業關注 的重點問題之一。侶椿加熱爐是配合擠壓機使用的設備，將侶椿鑄錠使用天然氣加熱至擠 壓工藝設定溫度，有利于擠壓成型。侶椿加熱爐是擠壓生產線中能耗最大的一個環節，因此 降低加熱爐的能耗，可W保證擠壓生產穩定、經濟地運行，實現節能減排的目的。
[0003] 傳統的溫度控制采用比例、積分、微分控制，簡稱PID控制方法，PID控制方法結構 簡單、穩定性好、調整方法，是一種線性控制方法，根據溫度給定值和實際溫度值的偏差的 比例、積分和微分，通過線性組合的形式構成控制量，對加熱爐的天然氣輸入量進行控制。 然而由于生產現場環境復雜，對溫度的影響因素是多方面的，導致了溫度是一個非線性時 變參數，且燃燒過程存在較長的時間滯后性。因此使用PID方法對溫度進行控制難W獲得 良好的控制效果。
[0004] 神經網絡是一種模擬人類大腦思維的非線性網絡系統，具有分布式存儲和并行協 同處理能力，可W針對不同的復雜環境和多目標控制要求自適應的調整自身的網絡加權系 數，W任意精度逼近任意非線性函數，可W用于具有非線性、滯后性、高精度的控制對象。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型目的在于，提出一種基于神經網絡的侶椿加熱爐燃燒溫度自動控制 系統，系統根據當前加熱爐燃燒溫度和給定溫度的差值，動態地調整神經網絡的輸出參數 (PID輸入參數），實現溫度自動控制；同時通過神經網絡的反向傳播方法，不斷調整神經網 絡的網絡加權系數，使得其輸出對應于某種最優控制規律下的PID控制參數。
[0006] 本實用新型采用的技術方案是；一種基于神經網絡的侶椿加熱爐燃燒溫度自動控 制裝置，其改進在于：包含有加熱爐燃燒系統和溫度自動控制電氣系統；
[0007] 其中，所述加熱爐燃燒系統包含天燃氣系統、空氣系統、電動執行器和組合火槍構 成，所述天燃氣系統及空氣系統通過電動執行器和組合火槍相連；
[000引其中，所述溫度自動控制電氣系統包含溫度傳感器及PID控制器；所述PID控制器 通過D/A模塊與電動執行器相連，所述溫度傳感器通過A/D模塊與PID控制器相連。
[0009] 其中，所述天燃氣系統包含燃氣管道、及安裝于燃氣管道上的燃氣過濾器、減壓 閥、燃氣總電磁閥、點火電磁閥和大火電磁閥；所述減壓閥、燃氣總電磁閥、點火電磁閥和大 火電磁閥與電動執行器相連；
[0010] 所述空氣系統包含空氣管道、安裝于空氣管道上的蝶閥；所述蝶閥與電動執行器 相連。
[0011] 其中，所述溫度自動控制電氣系統包含神經網絡控制模塊，所述神經網絡控制模 塊與PID控制器相連。
[001引其中，PID控制器包含溫度測量模塊，溫度比較模塊及輸出控制模塊；
[0013] 其中，所述溫度測量模塊與溫度傳感器相連獲取加熱爐的爐內溫度，將爐內溫度 傳遞至溫度比較模塊；所述溫度比較模塊比較爐內溫度（Ct)和設定溫度（rt,)得出溫度差 值咕二rt-ct)，并將溫度差值咕二rt-ct)傳遞至輸出控制模塊；
[0014] 其中，所述輸出控制模塊包含第一計算控制模塊和第二計算控制模塊；
[0015] 其中，第一計算控制模塊接收溫度差值，并與闊值比較，溫度差值大于闊值時，進 行全功率加熱；
[0016] 其中，第二計算控制模塊接收溫度差值，并與闊值比較，溫度差值小于闊值時，：通 過神經網絡控制模塊對PID控制器進行調整。
[0017] 為達此目的，本實用新型首先提供一種PID控制方法，包括：分為比例、積分和微 分=部分的線性組合，構成PID控制方程：
[001引
【主權項】
1. 一種基于神經網絡的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動控制裝置，其特征在于：包含有加熱 爐燃燒系統和溫度自動控制電氣系統； 其中，所述加熱爐燃燒系統包含天燃氣系統、空氣系統、電動執行器和組合火槍構成， 所述天燃氣系統及空氣系統通過電動執行器和組合火槍相連； 其中，所述溫度自動控制電氣系統包含溫度傳感器及PID控制器；所述PID控制器通過 D/A模塊與電動執行器相連，所述溫度傳感器通過A/D模塊與PID控制器相連。
2. 如權利要求1所述的基于神經網絡的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動控制裝置，其特征在 于： 所述天燃氣系統包含燃氣管道、及安裝于燃氣管道上的燃氣過濾器、減壓閥、燃氣總電 磁閥、點火電磁閥和大火電磁閥；所述減壓閥、燃氣總電磁閥、點火電磁閥和大火電磁閥與 電動執行器相連； 所述空氣系統包含空氣管道、安裝于空氣管道上的蝶閥；所述蝶閥與電動執行器相連。
3. 如權利要求1或2所述的基于神經網絡的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動控制裝置，其 特征在于：所述溫度自動控制電氣系統包含神經網絡控制模塊，所述神經網絡控制模塊與 PID控制器相連。
4. 如權利要求3所述的基于神經網絡的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動控制裝置，其特征在 于： 其中，PID控制器包含溫度測量模塊，溫度比較模塊及輸出控制模塊； 其中，所述溫度測量模塊與溫度傳感器相連獲取加熱爐的爐內溫度，將爐內溫度傳遞 至溫度比較模塊；所述溫度比較模塊比較爐內溫度（ct)和設定溫度（rt,)得出溫度差值（e t =rt-ct)，并將溫度差值（et= r t-ct)傳遞至輸出控制模塊； 其中，所述輸出控制模塊包含第一計算控制模塊和第二計算控制模塊； 其中，第一計算控制模塊接收溫度差值，并與閾值比較，溫度差值大于閾值時，進行全 功率加熱； 其中，第二計算控制模塊接收溫度差值，并與閾值比較，溫度差值小于閾值時：通過神 經網絡控制模塊對PID控制器進行調整。
【專利摘要】本實用新型基于神經網絡的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動控制裝置，含有加熱爐燃燒系統和溫度自動控制電氣系統，溫度自動控制電氣系統包含神經網絡控制模塊，神經網絡控制模塊與PID控制器相連。神經網絡分為向前傳播和反向學習兩部分，神經網絡的向前傳播用于輸出PID控制中的比例參數Kp、積分參數Ki和微分系數Kd，神經網絡的反向學習用于自適應的調整自身網絡加權系數，使得輸出對應于某種最優控制規律下的PID控制參數。該方法不僅可以使得鋁棒加熱爐燃燒溫度控制達到工藝要求，減少加熱溫度變化導致的廢品率，提高鋁棒加壓的工作效率；還可以減少溫度到達穩態所需的調節時間，減少能耗損失，達到節能減排的目的。
【IPC分類】G05D23-30
【公開號】CN204595644
【申請號】CN201520325952
【發明人】梁鵬, 陳文泗, 羅銘強
【申請人】廣東興發鋁業有限公司, 廣東興發鋁業（江西）有限公司, 興發鋁業（成都）有限公司, 廣東興發鋁業（河南）有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月18日