1 模糊控制系統的功能
球磨機模糊控制系統,由硬體、軟體兩部分組成。硬體是以工業控制機為核心的一整套控制系統。軟體由監控程序、中斷服務程序和實時程序3部分組成。
1.1模糊控制系統的功能
(1)數據採集、存儲、管理功能。
(2)控制系統監控包括總的概貌、系統流程、控制器棒圖、實時曲線、歷史曲線等圖形界面。
(3)自動控制投入時,通過模糊控制演算法,輸出相應的控制量,使球磨機安全運行,保持最佳出力。
(4)窗口報警和非窗口報警兩種方式。
(5)手動/自動的無擾切換。
(6)屏幕拷貝功能,可列印控制系統中的任何顯示界面及曲線。
1.2模糊控制的特點
1)模糊控制演算法能實時地修正控制規則,使球磨機運行在最佳經濟負荷狀態。
2)人機界面友好,便於操作和管理。實時顯示磨煤機負荷、出入口差壓、入口負壓、出口溫度等參數,趨勢變化可用來指導手動操作。
3)磨煤機負荷採用拾音式負荷變送器,測量磨內存煤量,準確、靈敏、線性好。
4)系統具有預測功能,能有效地防止球磨機滿罐、跑粉等不安全情況。
5)具有參數越限報警及「滿煤」、「斷煤」報警窗口畫面功能,及時提醒運行人員。
6)可追憶24 h各種參數的歷史趨勢。報警記錄畫面可追憶24 h內越限參數。
7)CRT觸摸屏,操作直觀、簡便。
2 實時模糊控制原理
模糊控制系統的設計是根據球磨機運行的特徵和要求,確保磨的入口負壓和出口溫度在正常範圍內,使其出力達到最大值。
2.1多變數模糊解耦控制
球磨機制粉系統「三輸入三輸出」耦合程度較強,如圖1所示。採用多變數控制策略,考慮到可忽略給煤量對負壓的影響,有時需用給煤量來抑制出口溫度調節的大遲延,負壓迴路控制周期很快等。在調試時,根據實際工況、用經驗法和試驗法,適當調整解耦係數。這樣,三變數過程就近似簡化為獨立的單入、單出過程,可以採用單變數模糊控制了。
2.2自組織分級模糊控制
當球磨機存煤量在正常範圍內時,控制系統採用自組織分級模糊控制。要獲得良好的控制效果,必須滿足如下的控制規則:U=Uo+ΔU ΔU=[αE+(1-α)EC] 式中U、Uo—模糊控制器的瞬態輸出與穩態輸出;α—修正因子。
改變α很容易實現不同狀態下過程響應對誤差E和誤差變化EC的加權程序,恰好反映了手操時的特點。
模糊化和精確化兩個過程直接影響被控過程動態性能的優劣,主要反映在量化因子Ke、Kec和比例因子Ku的選取上。量化因子Ke、Kec通過調整語言變數的取值來改變控制的輸出,通常誤差E(或誤差變化EC)的語言值越大,相應控制器的輸出(控制量變化)所取的語言值也越大。增大Ke、Kec可加快系統的響應速率,減小穩態誤差與誤差的變化,但可能引起系統超調。比例因子Ku越大,系統上升速率越快。Ku取得較小時,系統的穩態誤差較大。通常對3個因子的在線修改,相當於增加了查詢表的級數,也就間接地修改了控制規則。
在正常運行中,磨入口負壓受下煤量和風量的影響波動較頻繁,因此分級控制應首先控制合適的負壓。其次,再控制出口溫度在給定的範圍內。最後,在正常的負壓和溫度情況下,調節給煤量使磨煤機內存煤量達最佳,從而使磨出力為最大。
2)為提高通用性,實現與DCS的介面,應將球磨機模糊控制系統作為子系統或軟體包納入DCS系統。
3)應考慮與DDZ-Ⅱ執行機構配套時,磁放的「保位」功能。
參考文獻
[1]李遵基,蔡軍.中間儲倉式制粉系統球磨機模糊控制理論與實踐.中國電力,1996(10)