一种基于挤出机电流反馈的砖厂配水方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于自动化控制技术领域，涉及一种基于挤出机电流反馈的砖厂配水方 法。
【背景技术】
[0002] 在砖瓦生产工艺中，粉料的含水率直接影响砖瓦产品的可塑性，只有在适当的含 水率范围内，才能生产出优质的成品砖。一般地，当粉料的含水率在10%~20%之间时，粉 料的水分均化程度提高，颗粒变得容易疏解，使其可塑性增强，因此预加水量的多少将对砖 坯的成型构成严重影响，进而影响成品砖的质量，也影响着砖窑的产量，随着砖瓦行业的发 展，砖瓦生产过程对挤出机前端的粉料配水精度要求越来越高。
[0003] 目前在砖瓦生产过程中预加水的工作大多依靠现场工作人员经验和眼睛观察手 动调节阀门控制粉料配水。这种方式使原料含水量波动较大，使废坯率及设备故障率大大 提高，此外，砖瓦生产现场环境极为恶劣，空气中粉尘极多，严重影响操作人员的身体健康。 针对以上问题，在砖瓦生产预加水过程中采用一种准确、可靠的砖厂自动配水方法进行生 产是至关重要的。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于挤出机电流反馈的砖厂配水方法，该 方法能够实现砖瓦生产过程预加水的自动配水。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种基于挤出机电流反馈的砖厂配水方法，该方法包括以下步骤：
[0007] 步骤1)设定挤出机电流期望值，作为整个系统的输入量；
[0008] 步骤2)在系统输出端检测挤出机实际电流值，将实际电流值作为整个系统的输 出量；
[0009] 步骤3)将挤出机电流偏差值e作为比例控制器的输入量；所述电流偏差值e为系 统输出端检测的挤出机实际电流值与挤出机电流期望值之差；通过比例控制器控制水泵变 频器的频率改变水泵转速，进而控制配水量；
[0010] 步骤4)通过模糊控制器对比例控制器的参数进行修正。
[0011] 进一步，所述模糊控制器为双输入单输出的模糊控制器；挤出机电流偏差值e及 偏差变化率e。为模糊控制器的输入量；比例控制器参数的修正量AKp为模糊控制器的输出 量。
[0012] 进一步，所述步骤4)模糊控制器对比例控制器的参数进行修正，具体包括以下步 骤：
[0013] 步骤4. 1)模糊控制器的输入、输出变量的模糊化；
[0014] 步骤4. 2)建立模糊控制器的控制规则；
[0015] 步骤4. 3)模糊控制器输出变量的解模糊化；
[0016] 步骤4. 4)建立模糊控制表。
[0017] 进一步，所述步骤4. 1)具体包括以下步骤：
[0018] 步骤4. 1. 1)选取模糊控制器的输入变量和输出变量；
[0019] 步骤4. 1. 2)定义输入、输出变量的论域；根据输入变量和输出变量的实际论域， 将其进行离散化；
[0020] 步骤4. 1. 3)根据挤出机电机的实际负载大小，确定其模糊化的语言变量及其语 言值；
[0021] 步骤4. 1.4)在各语言变量的所属论域上定义其语言值的隶属函数，并利用隶属 函数计算语言值的隶属度。
[0022] 进一步，所述步骤4. 3)对输出变量的进行解模糊化，具体包括以下步骤：
[0023] yApl =min{y冊(E)，yNB (Ec)}，
[0024] 其中，yNB(E)为偏差的隶属度值，yNB(E。）为偏差倒数的隶属度值；
[0025] 步骤4. 3. 2)通过以下公式计算比例控制器参数的修正量AKp，
[0026]
[0027] 其中，upj (AKp)(j= 1，2~n)为某时刻E和Ec的隶属度对应的AKp的各种组合 隶属度，n为控制规则的条数；AKw.为论域Kp上的实数值；
[0028] 步骤4. 3. 3)通过以下公式对比例控制器的参数进行修正；
[0029] Kp=Kp0+AKp，
[0030] 其中，Kp(l为初始值值，AKps比例控制器参数的修正量。
[0031] 本发明的有益效果在于：本发明提供的一种基于挤出机电流反馈的砖厂配水方 法，在瓦生产过程中，系统可根据粉料的质量按规定比例实现自动配水；采用模糊控制算 法，通过挤出机实际电流与期望值的误差及误差变化率实现比例系数的自整定，提高了动 配水精度，提高系统的实时性和准确性。本发明所述方法解决如下问题：（1)取代了依靠现 场工作人员经验和眼睛观察手动调节阀门控制粉料配水的方法。（2)提高粉料含水量的控 制效果，最终达到提高成品砖质量、产量、降低设故障率的目的。（3)将工人从恶劣的工作环 境中解放出来。
【附图说明】
[0032] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中：
[0033] 图1为本发明所述方法的流程图；
[0034] 图2为基于挤出机电流反馈的砖厂配水方法的控制系统结构图。
【具体实施方式】
[0035] 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0036] 本发明提供的一种基于挤出机电流反馈的砖厂配水方法，利用比例控制器调节变 频器频率从而改变水泵转速，达到调节配水量的控制目的，并利用挤出机电流反馈，通过挤 出机电流偏差e及偏差变化率e。作为模糊控制器的输入，利用模糊控制器对比例控制器的 参数进行修正，提高配水控制精度，如图1所示：该方法包括以下步骤：
[0037] 步骤1)设定挤出机电流期望值，作为整个系统的输入量；
[0038] 步骤2)在系统输出端检测挤出机实际电流值，将实际电流值作为整个系统的输 出量。图2为基于挤出机电流反馈的砖厂配水方法的控制系统结构图。
[0039] 步骤3)将挤出机电流偏差值e作为比例控制器的输入量；即在系统输出端检测挤 出机实际电流值，与系统输入的电流期望值进行比较，将其偏差作为比例控制器的输入。配 水量直接影响挤出机的工作状态，设计比例控制器，比例控制器控制水泵变频器的频率改 变水泵转速，从而控制配水量。
[0040] 步骤4)设计模糊控制器，将挤出机电流偏差值e及偏差变化率e。作为模糊控制 器的输入量，将比例控制器参数的修正量AKp作为模糊控制器的输出量，设计一个双输入 单输出的模糊控制器，对比例控制器的参数进行修正。
[0041] 步骤4. 1)输入、输出变量的模糊化，具体为：
[0042] 步骤4. 1. 1)选取模糊控制器的输入变量和输出变量；
[0043] 模糊控制器的输入变量选取挤出机实际电流值偏差e和偏差变化率e。;比例控制 器参数的修正量AKp为模糊控制器的输出量。
[0044] 步骤4. 1. 2)定义输入、输出变量的论域；根据偏差e和偏差变化率e。的实际论域， 将其进行离散化E和Ec的论域：
[0045]E=Ec= {_6，_5，_4，_3，_2， _1，0,1，2, 3,4, 5,6};
[0046]定义输出变量论域为：
[0047]厶1^的论域为：{-0.3，-0.2，-0.1，0,0.2,0.2,0.3} 〇
[0048] 步骤4. 1. 3)根据挤出机电机的实际负载大小，确定其模糊化的语言变量及其语 言值；
[0049] 设电机的正向运行为"正"，反向运行为"负"，定义模糊控制器的输入变量和输出 变量语言值模糊子集为：
[0050]"负大"（NB):[-6, -4]，反向运行特大；
[0051] "负中"（NM):[_4, -2]，反向运行较大；
[0052] "负小"（NS):[-2,0]，反向运行较小；
[0053] "零"（ZE) :[0,0]，正中；
[0054] "正小"（PS)