磨煤机控制装置及系统的制作方法

本实用新型涉及锅炉制粉技术领域，尤其是涉及一种磨煤机控制装置及系统。

背景技术：

制粉系统属于非线性、强耦合和大滞后的复杂控制系统，在制粉过程中受各种因素的影响较大，导致制粉系统的控制精度较低，锅炉无法达到最佳的运行工况，所以消耗了较高的人力成本对锅炉进行人工调控，另外相对于最佳运行工况下的锅炉，现有的锅炉在制粉过程中消耗了相对较高的电量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种磨煤机控制装置及系统，可以有效提高磨煤机的控制精度，进而有助于降低人工调控所需的人力成本以及降低制粉过程中消耗的电能。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种磨煤机控制装置，包括：热风门开度控制单元，以及与所述热风门开度控制单元分别连接的给煤机转速控制单元和再循环风门控制单元；其中，所述热风门开度控制单元的输入端与所述给煤机转速控制单元的输入端相连，所述热风门开度控制单元的输出端与所述再循环风门控制单元的输入端相连；所述给煤机转速控制单元包括第一模糊控制器和第一积分器；所述热风门开度控制单元包括第二模糊控制器和第二积分器；所述再循环风门控制单元包括第三模糊控制器和第三积分器；所述第一模糊控制器的输入端与所述第一积分器的输入端相连；所述第一模糊控制器的输出端与所述第一积分器的输出端相连；所述第二模糊控制器的输入端与所述第一模糊控制的输入端和所述第二积分器的输入端相连；所述第二模糊控制器的输出端与所述第二积分器的输出端相连；所述第三模糊控制器的输入端与所述第二模糊控制器的输出端和所述第三积分器的输入端相连；所述第三模糊控制器的输出端与所述第三积分器的输出端相连。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述给煤机转速控制单元的输入端用于与磨煤机相连，并接收所述磨煤机的负荷偏差；所述给煤机转速控制单元的输出端用于与给煤机相连，并向所述给煤机输出给煤机转速。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一模糊控制器的输入端和所述第一积分器的输入端均用于接收所述负荷偏差。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述热风门开度控制单元还包括微分器；所述第二模糊控制器的输入端还与所述微分器的输出端相连。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述热风门开度控制单元的输入端用于与所述磨煤机相连，并接收所述磨煤机的所述负荷偏差、出口温度偏差和出口温度偏差变化率；所述热风门开度控制单元的输出端用于与热风门相连，并向所述热风门输出热风门开度值。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述微分器的输入端用于接收所述出口温度偏差；所述微分器的输出端用于输出经过微分处理后的出口温度偏差。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第二模糊控制器的输入端用于接收所述负荷偏差和所述出口温度偏差变化率；所述第二模糊控制器的输入端还用于接收所述经过微分处理后的出口温度偏差；所述第二积分器的输入端用于接收所述负荷偏差。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述再循环风门控制单元的输入端还用于与所述磨煤机相连，并接收所述热风门开度值和所述磨煤机的入口负压偏差；所述再循环风门控制单元的输出端用于与再循环风门相连，并向所述再循环风门输出再循环风门开度值。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述第三模糊控制器的输入端用于接收所述入口负压偏差和所述热风门开度值；所述第三积分器的输入端用于接收所述热风门开度值。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种磨煤机控制系统，所述系统包括第一方面至第一方面的第八种可能的实施方式任一项所述的磨煤机控制装置，还包括与所述磨煤机控制装置分别连接的磨煤机、给煤机、热风门和再循环风门；其中，所述磨煤机用于向所述磨煤机控制装置发送所述磨煤机的负荷偏差、出口温度偏差、出口温度偏差变化率以及入口负压偏差；所述给煤机用于接收所述磨煤机控制装置输出的给煤机转速；所述热风门用于接收所述磨煤机控制装置输出的热风门开度值；所述再循环风门用于接收所述磨煤机控制装置输出的再循环风门开度值。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种磨煤机控制装置及系统，包括热风门开度控制单元，以及与热风门开度控制单元分别连接的给煤机转速控制单元和再循环风门控制单元，其中，热风门开度控制单元的输出端与给煤机转速控制单元的输入端相连，热风门开度控制单元的输出端与再循环风门控制单元的输入端相连，另外，热风门开度控制单元、给煤机转速控制单元和再循环风门控制单元均包括模糊控制器和积分器。本实用新型实施例中的热风门开度控制单元、煤机转速控制单元和再循环风门控制单元均包含积分器和模糊控制器，通过将多个积分器和模糊控制器进行复合连接，可以有效提高磨煤机控制装置的控制精度，进而有助于降低人工调控所需的人力成本；另外，相较于现有技术中无法达到最佳运行工况下的磨煤机，本实用新型实施例通过提高磨煤机控制装置的控制精度，使磨煤机的运行工况向最佳运行工况靠拢，从而减少每吨煤制粉所需的用电量，进而有效降低了制粉过程中消耗的电能。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种磨煤机控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种给煤机转速控制单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种热风门开度控制单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种再循环风门开度控制单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种磨煤机控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，制粉系统的控制精度较低，导致制粉过程中需要消耗较高的用电量，同时还导致需要较高的人力成本对制粉系统进行人工调控，基于此，本实用新型实施例提供的一种磨煤机控制装置及系统，可以有效提高磨煤机的控制精度，进而有助于降低人工调控所需的人力成本以及降低制粉过程中消耗的电能。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种磨煤机控制装置进行详细介绍，参见图1所示的一种磨煤机控制装置的结构示意图，该装置可以包括：热风门开度控制单元110，以及与热风门开度控制单元110分别连接的给煤机转速控制单元120和再循环风门控制单元130。

在一种实施方式中，热风门开度控制单元110的输入端与给煤机转速控制单元120的输入端相连，热风门开度控制单元120的输出端与再循环风门控制单元130的输入端相连。其中，热风门开度控制单元与热风门连接，用于控制热风门的开度值，进而对磨煤机出口温度进行调整；给煤机转速控制单元与给煤机连接，用于控制给煤机的转速，进而调整给煤量以控制磨煤机进出口压差；再循环风门控制单元与再循环风门连接，用于控制再循环风门的开度值，进而调节磨煤机的入口负压。

在具体实现时，给煤机转速控制单元的输入端输入负荷偏差e1，给煤机转速控制单元的输出端输出给煤机转速um；热风门开度控制单元的输入端输入负荷偏差e1、出口温度偏差e2和出口温度偏差变化率ec2，热风门开度控制单元的输出端输出热风门开度值ut；再循环风门控制单元的输入端输入入口负压偏差ec3和热风门开度值ut，再循环风门控制单元的输出端输出再循环风门开度值up。

为了提高磨煤机控制装置的控制精度，在上述给煤机转速控制单元、热风门开度控制单元和再循环风门控制单元中均设置有模糊控制器和积分器，其中，模糊控制器用于通过模糊控制理论分别对上述控制单元的输入量进行数据处理，积分器用于对上述控制单元的输入量分别进行积分处理，结合模糊控制器与积分器的处理结果即可得到上述各个控制单元对应的输出量。具体实施时，上述给煤机转速控制单元包括第一模糊控制器和第一积分器、上述热风门开度控制单元包括第二模糊控制器和第二积分器，以及上述再循环风门控制单元包括第三模糊控制器和第三积分器。其中，第一模糊控制器的输入端与第一积分器的输入端相连，第一模糊控制器的输出端与第一积分器的输出端相连；第二模糊控制器的输入端与第一模糊控制的输入端和第二积分器的输入端相连，第二模糊控制器的输出端与第二积分器的输出端相连；第三模糊控制器的输入端与第二模糊控制器的输出端和第三积分器的输入端相连，第三模糊控制器的输出端与第三积分器的输出端相连。

本实用新型实施例提供了一种磨煤机控制装置，包括热风门开度控制单元，以及与热风门开度控制单元分别连接的给煤机转速控制单元和再循环风门控制单元，其中，热风门开度控制单元的输出端与给煤机转速控制单元的输入端相连，热风门开度控制单元的输出端与再循环风门控制单元的输入端相连，另外，热风门开度控制单元、给煤机转速控制单元和再循环风门控制单元均包括模糊控制器和积分器。本实用新型实施例中的热风门开度控制单元、煤机转速控制单元和再循环风门控制单元均包含积分器和模糊控制器，通过将多个积分器和模糊控制器进行复合连接，可以有效提高磨煤机控制装置的控制精度，进而有助于降低人工调控所需的人力成本；另外，相较于现有技术中无法达到最佳运行工况下的磨煤机，本实用新型实施例通过提高磨煤机控制装置的控制精度，使磨煤机的运行工况向最佳运行工况靠拢，从而减少每吨煤制粉所需的用电量，进而有效降低了制粉过程中消耗的电能。

考虑到磨煤机控制装置的控制目标有三点：(1)煤粉细度合理；(2)磨煤机温度适宜；(3)磨煤机负压控制在设定范围内，因此针对这三点目标，需要分别对磨煤机控制装置进行相应设计。

针对上述控制目标的第(1)点，因为煤粉过粗时会加大未完全燃烧的损失，煤粉过细时会导致磨煤机耗电量的增加，所以本实用新型提供了一种给煤机转速控制单元，通过控制给煤机的转速以实现对给煤量的控制，进而实现对煤粉细度的控制，具体参见图2所示的一种给煤机转速控制单元的结构示意图。

在一种实施方式中，给煤机转速控制单元的输入端用于与磨煤机相连，并接收磨煤机的负荷偏差e1，给煤机转速控制单元的输出端用于与给煤机相连，并向给煤机输出给煤机转速um。

进一步的，第一模糊控制器的输入端与第一积分器的输入端相连，第一模糊控制器的输出端与第一积分器的输出端相连，其中，第一模糊控制器的输入端和第一积分器的输入端均用于接收负荷偏差e1，第一模糊控制器通过模糊控制理论对负荷偏差e1进行数据处理，得到第一模糊控制器的输出量，第一积分器对负荷偏差e1进行积分运算处理，得到第一积分器的输出量，并且通过综合第一模糊控制器的输出量和第一积分器的输出量，即可得到给煤机转速um。

针对上述控制目标的第(2)点，由于制粉系统受煤质干燥度量的影响较大，磨煤机运行时应提高热风温度，一方面，当热风门开度过大时，煤粉处于高温环境，此时煤粉可能会自燃甚至爆炸；另一方面，当热风门开度较小时，磨煤机温度较低，此时煤粉湿度较大，会降低煤粉的流动性，将导致煤粉滞留等多种情况，所以本实用新型提供了一种热风门开度控制单元，通过控制热风门的开度值，对磨煤机的出口温度进行调节，以使磨煤机内的煤粉处于适宜的温度环境中，具体参见图3所示的一种热风门开度控制单元的结构示意图。

在一种实施方式中，热风门开度控制单元的输入端用于与磨煤机相连，并接收磨煤机的负荷偏差e1、出口温度偏差e2和出口温度偏差变化率ec2，热风门开度控制单元的输出端用于与热风门相连，并向热风门输出热风门开度值ut。

在具体实现时，第二模糊控制器的输入端与第二积分器的输入端相连，第二模糊控制器的输出端与第二积分器的输出端相连，进一步的，热风门开度控制单元还包括微分器，并且，第二模糊控制器的输入端还与微分器的输出端相连。其中，微分器的输入端用于接收出口温度偏差e2，微分器的输出端用于输出经过微分处理后的出口温度偏差；第二模糊控制器的输入端用于接收负荷偏差e1和出口温度偏差变化率ec2和经过微分处理后的出口温度偏差；第二积分器的输入端用于接收负荷偏差e1，微分器对出口温度偏差e2进行微分运算处理，得到经过微分处理后的出口温度偏差，也即微分器的输出量，并将该微分器的输出量输出至第二模糊控制器的输入端，使第二模糊控制器通过模糊控制理论对上述负荷偏差e1、出口温度变化率ec2和经过微分处理后的出口温度偏差进行数据处理，得到第二模糊控制器的输出量，第二积分器对负荷偏差e1进行积分运算处理，得到第二积分器的输出量，并且通过综合第二模糊控制器的输出量和第二积分器的输出量，即可得到热风门开度值ut。

针对上述控制目标的第(3)点，磨煤机制粉系统正常运行时，磨煤机内负压控制应在设定范围内，通过调整再循环风门的开度，实现防止系统跑粉、堵粉等事故发生的目的，所以本实用新型提供了一种热风门开度控制单元，通过控制再循环风门的开度值，对磨煤机的入口负压进行调节，以减少跑粉堵粉等情况，具体参见图4所示的一种再循环风门开度控制单元的结构示意图。

在一种实施方式中，再循环风门控制单元的输入端还用于与磨煤机相连，并接收热风门开度值和磨煤机的入口负压偏差ec3，再循环风门控制单元的输出端用于与再循环风门相连，并向再循环风门输出再循环风门开度值up。

进一步的，第三模糊控制器的输入端与第三积分器的输入端相连，第三模糊控制器的输出端与第三积分器的输出端相连，其中，第三模糊控制器的输入端用于接收入口负压偏差ec3和热风门开度值ut，第三积分器的输入端用于接收热风门开度值ut。第三模糊控制器通模糊控制理论对入口负压偏差ec3进而热风门开度值ut进行数据处理，得到第三模糊控制器的输出量，第三积分器对热风门开度值ut进行积分运算处理，得到第三积分器的输出量，并且通过综合第三模糊控制器的输出量和第三积分器的输出量，即可得到再循环风门开度值up。通过对再循环风门开度值up进行调解，可以有效保障磨煤机系统的经济和稳定运行。

综上所述，本实用新型实施例提供的磨煤机控制装置，通过利用模糊控制器和积分器的功能，首先可以保证制粉系统的安全稳定运行；其次，优化调整制粉系统控制方案，使磨煤机运行于最佳工况，制粉单电耗最小化，实现节能；最后，提高了磨煤机控制装置的控制精度，减小作业人员的劳动强度，进而实现了节约人力成本的目的。

对于上述实施例提供的磨煤机控制装置，本实用新型实施例还提供了一种磨煤机控制系统，参见图5所示的一种磨煤机控制系统的结构示意图，该磨煤机控制系统包括：前述实施例提供的磨煤机控制装置100，还包括与磨煤机控制装置100分别连接的磨煤机200、给煤机300、热风门400和再循环风门500。

其中，磨煤机200用于向磨煤机控制装置100发送磨煤机的负荷偏差、出口温度偏差、出口温度偏差变化率以及入口负压偏差。

给煤机300用于接收磨煤机控制装置100输出的给煤机转速，从而使给煤机基于给煤机转速调整其自身转速，实现对给煤量的调节，进而达到控制煤粉细度的目的。

热风门400用于接收磨煤机控制装置100输出的热风门开度值，从而使热风门基于热风门开度值调节其自身开度，实现对磨煤机出口温度进行调整。

再循环风门500用于接收磨煤机控制装置100输出的再循环风门开度值，从而使再循环风门基于再循环风门开度值调节其自身开度，实现对磨煤机入口负压进行调节。

本实用新型实施例提供的磨煤机控制系统，通过获取磨煤机的负荷偏差、出口温度偏差、出口温度偏差变化率和入口负压偏差等输入量，对其进行相应的模糊控制处理以及积分处理，得到对应的给煤机转速、热风门开度值和再循环风门开度值等输出量，并将其分别输出至给煤机、热风门和再循环风门，以实现相应的控制。本实用新型实施例中的热风门开度控制单元、煤机转速控制单元和再循环风门控制单元均包含积分器和模糊控制器，通过将多个积分器和模糊控制器进行复合连接，可以有效提高磨煤机控制装置的控制精度，进而有助于降低人工调控所需的人力成本；另外，相较于现有技术中无法达到最佳运行工况下的磨煤机，本实用新型实施例通过提高磨煤机控制装置的控制精度，使磨煤机的运行工况向最佳运行工况靠拢，从而减少每吨煤制粉所需的用电量，进而有效降低了制粉过程中消耗的电能。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。