专利名称：一种物料配料自动动态补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种可以真正精确物料配比的对过程参数的大幅度变化和负荷干扰有很强的自适应能力的物料配料自动动态补偿方法。
背景技术：
对于石灰窑配料煤率的准确控制是通过准确控制煤石量来实现的，而煤石加料过程是通过控制电机的开停来完成的。对整个加料控制过程而言，加料量在临界点是难控制的，因为(1)系统是一个模拟量输入离散量输出的特殊系统。存在较大的纯滞后量，即冲击量；(2)这个模拟量(被控参数)在控制点附近具有极高的灵敏度，单位时间加料量易受到物料的瞬时粒度大小、电机状况以及其它因素的影响；(3)建立一个准确的过程数学模型有相当的难度。显然，传统的PID控制难以处理这种变动态特性问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以准确控制物料配比的配料自动补偿方法。
为了达到上述目的，本发明提供一种物料配料自动动态补偿方法，该方法包括以下步骤(1)设定第一次配料初始给定值SP0，并设定初始补偿值；(2)计算设定的第一次配料初始给定值SP0与物料的第一次实际称重PV1之间的误差；(3)根据误差值利用规则集检索出相应的补偿系数K；(4)令SP1＝K(PV1-SP0)为第二次加料的给定值；以及(5)重复上述步骤1-4，依次当进行第N+1次加料时的给定值为SPn+1＝SP0-K(PVn-SP0)。
本发明方法从智能控制(IC)的基本思想出发，采用开闭环相结合的方法，以及专家系统技术，设计了一种不同于常规的新型控制方法。这种智能控制方法具有很强的自适应能力和较高的品质指标，从而可以保证物料配料的准确控制。
图1为本发明所提供的一种物料配料自动动态补偿方法的实现方法流程图；图2为本发明的具体实施方式
流程图；图3表示以EC为核心的控制系统基本结构。
具体实施例方式
如图1所示是本发明所提供的一种物料配料自动补偿方法的实现方法的流程图，首先，设定第一次配料初始给定值SP0，并设定初始补偿值，步骤101；计算设定的第一次配料初始给定值SP0与物料的第一次实际称重PV1之间的误差，步骤102；根据误差值利用规则集检索出相应的补偿系数K，步骤103；令SP1＝K(PV1-SP0)为第二次加料的给定值，步骤104；重复上述步骤101-104，依次当进行第N+1次加料时的给定值为SPn+1＝SP0-K(PVn-SP0)。
下面举一具体实施例，来说明本发明的技术方案。
在本实施例中，首先对对象加以分析石灰窑燃烧工艺要求每罐进料中的煤石按一定比例混合，即窑内煤石按此比例燃烧反应。因为石灰窑的燃烧是一个连续过程且具有较长的时间常数，如此，我们可以把整个过程看成连续配料、连续燃烧和连续出灰的过程。那么，工艺所要求的每一罐煤率的指标就可以等价于连续几罐或几十罐的平均煤率。也可以理解成，在一个不至于影响燃烧的时间段里，连续进料的煤石平均比等于工艺要求的单罐煤石比。
根据以上分析，追求单罐煤率的准确，既不现实也没必要，在连续化生产中是不可能的，再有煤石的计量是生产要求而非对外销售要求。因此，我们取20罐为一个区间或时间段，如果能对此20罐的煤石混料的平均煤率进行控制，就完全可以满足生产的要求。
如图2所示，本发明的具体实施例步骤如下设定初始给定值为工艺给定值SPo，初始补偿量为SPo的百分之五，步骤201；开加料机，步骤202；判断重量是否达到给定值Spo，步骤203；如称重到给定值程序继续，否则程序结束；停加料机静置5秒钟后读重量PV1，步骤204；求出误差(PV1-SPo)，在规则集中检索出相应的K值，步骤205；令SP1＝K(PV1-SPo)作为第二次加料的给定值，步骤206；计数器加1，步骤207；接其它功能程序，步骤208；程序结束，步骤209。以SP1作为初始给定值，重复步骤201-209，依次当进行第N+1次加料时的给定值为SPn+1＝SPo-K(PVn-SPo)。
如图3所示为本发明以EC为核心的控制系统基本结构。
上述实施例中智能控制器的基本思想就是开闭环相结合的智能控制算法，这种算法的最基本特征是开闭环相结合。公式如下SPn+1＝SPo-K(PVn-SPo)，加料机＝ON加料机＝OFF ，PVn≥SPoSPo工艺设定值；控制器的初始零输出值；SPn+1第n+1罐的实际停止加料值；控制器的第n+1次输出值；PVn煤石的实际重量值；经检测处理后的控制器的输入值；K补偿系数或控制因子；ON煤石加料机启动ON；OFF加料停止为OFF；上式最基本的思想就是用第n+1的输出来修正补偿第n次输出后所产生的偏差，其方法就是修改动态给定值，如此，便人为建立了一个以工艺给定值(SPo)为中心轴线的振荡系统。其振幅为冲击量的大小，使得系统在一个相对的区间内，煤石的平均煤率近似于或等于工艺给定值。
上式中的K值一是由人工根据煤石的粒度大小等因素来设定的，取值一般在0～1.0之间，为了提高控制精度，降低振荡幅度，本发明结合煤石配料控制的特殊性，进一步总结了人的操作经验。对以上智能控制器进行了优化，引入了人工智能的专家系统技术，专家式控制器(EC)使智能控制器(IC)功能得到进一步扩展。即对K值进行在线修正。真正起到最佳补偿作用，使得每一罐的煤石配比更接近于工艺给定值。
专家系统就是一个智能程序系统，它利用知识库和推理机构来解决专业范围内只有靠专家或理想的优秀操作员才能解决的问题。由于专家系统不仅可以利用理论知识，而且可以直接总结和利用人的经验知识，具有较高的灵活性，因而能很好地处理不确定性问题，这无疑为工业过程的智能控制提供了十分有效的途径。
本发明运用了专家系统于智能控制，即对补偿系数进行在线修正，进而修正煤石动态给定值(停加料值)，以适应整个过程的变化。
控制规则集K值的确定方法如下控制规则集是在IC算法的基础上进一步总结人的控制经验而建立的一套适合于不同情况的控制规则。它集中反映了人的控制行为。本控制规则在线感觉煤石的冲击量大小，及时自动调整控制策略，进而及时调整煤石加料机的停车点。这种控制规则的多少应视具体情况而定，本发明只定了简单的10条规则予以试验。具体规则如下设石工艺初始给定值为1000t，E为误差值，则规则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设煤工艺初始给定值为100t，E为误差值，则规则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建立规则集必须满足以下原则f(E)＝K。
这里，E＝{E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7，E8，E9，E10}，K＝{K1，K2，K3，K4，K5，K6，K7，K8，K9，K10}。
权利要求
1.一种物料配料自动动态补偿方法，其特征在于它包括以下步骤(1)设定第一次配料初始给定值SP0，并设定初始补偿值；(2)计算设定的第一次配料初始给定值SP0与物料的第一次实际称重PV1之间的误差；(3)根据误差值利用规则集检索出相应的补偿系数K；(4)令SP1＝K(PV1-SP0)为第二次加料的给定值；以及(5)重复上述步骤1-4，依次当进行第N+1次加料时的给定值为SPn+1＝SP0-K(PVn-SP0)。
全文摘要
本发明公开了一种物料配料自动动态补偿方法，该方法包括以下步骤设定第一次配料初始给定值SP
文档编号B01F15/04GK1614528SQ200410071950
公开日2005年5月11日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者王文周, 李大读, 吕径春 申请人:天津渤海化工有限责任公司天津碱厂