CN102721282A - 一种基于智能逻辑判断的烧结机台车布料控制方法 - Google Patents

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一种基于智能逻辑判断的烧结机台车布料控制方法，操作步骤包括：（1）点击布料机操作界面“开始”按钮；（2）在料层厚度设定值框内，输入料层厚度设定值SP；（3）由采集系统采样实测料层厚度信号；（4）计算机系统根据实测料层厚度信号，自动进行滑动滤波，计算出料层厚度测量值PV；（5）经滑动滤波后的料层厚度测量值PV与设定值SP相减，得到料层厚度偏差▽；判断料层厚度偏差▽是否大于0，若料层厚度偏差▽大于0，则执行布料闸门液压推杆位移。本发明解决了传统方法在烧结机台车混匀矿料层布料不匀、料层表面不平整的问题，从而改善料层透气性，提高了烧结矿的产量和质量。

Description

一种基于智能逻辑判断的烧结机台车布料控制方法
技术领域：
本发明属于自动控制技术领域，主要用于炼铁厂烧结机的布料。
背景技术：
烧结机在生产烧结矿时，混匀矿布料的均匀与否，表面平整与否，对产品烧结矿的产量、质量有很大影响。
目前烧结机一般采取手动和自动两种布料方式。
手动方式全凭人工观察计算机操作站实时显示的料层厚度变化情况来操作布料闸门的开度，以图使混匀矿料层厚度保持在生产工艺要求的设定值，由于人工的随意和滞后，造成料层不均匀，表面不平整。
自动方式，根据现场测得的厚度值，采用PID控制布料闸门的开度。由于现场厚度测点与下料点之间有一定的距离，造成测量滞后，这样PID控制效果也不好，使得料层不均匀，料层表面不平整。
手动和自动布料的结果都造成料层不均匀，料层表面不平整，从而影响混匀矿料层的透气性，最终，对产品烧结矿的产量、质量造成很大影响。  
发明内容：
为了解决传统方法在烧结机台车混匀矿料层布料不匀、料层表面不平整的问题，从而改善料层透气性，提高烧结矿的产量和质量，本发明提供一种基于智能逻辑判断的台车布料控制方法。
本发明的技术方案：   
混匀矿料层厚度设定值为SP，经滑动滤波后的测量值为PV，料层厚度偏差▽=PV-SP。测量值最大值为PVmax，偏差最大值▽max=PVmax-SP。把区间0~▽max从0开始到▽max依次划分为B1、A1、B2、A2、B3、A3、B4、 A4、B5、A5十个子区间，其中A1、A2、A3、A4、A5五个子区间命名为调节区间；B1、B2、B3、B4、B5五个子区间命名为等待区间。
　区间关系：
每两个相邻区间交集为0，即B1∩ A1= A1∩ B2= B2∩A2= A2∩ B3= B3∩A3= A3∩ B4= B4∩ A4= A4∩B5= B5∩ A5=0。
所有区间并集为▽max ，即B1 U A1 U B2 U A2 U B3 U A3 U B4 U A4 U B5 U A5=▽max。
设B1、B2、B3、B4、B5五个等待区间的长度相等，单个调节区间的长度大于等待区间的长度。
区间的进入方向，即料层厚度偏差▽由一个区间进入另一个区间的方向，从左至右叫做正向进入，例如，偏差▽由区间B2进入区间A2叫做▽正向进入A2，反之，叫做反向进入。由于测量值是连续的，偏差▽只能由一个区间进入相邻区间，而不会发生跨过相邻区间而直接进入别的区间。
偏差▽大于0，即料层厚度测量值大于设定值时，需要布料闸门液压推杆位移控制量增加若干mm长度，即减小布料闸门开度，从而使混匀矿下料量减少。
偏差▽小于0，即料层厚度测量值小于设定值时，需要布料闸门液压推杆位移控制量减小若干mm长度，即增大布料闸门开度，使混匀矿下料量增加。
布料控制方法：
本发明的操作步骤包括：
1、点击布料机操作界面“开始”按钮；
  2、在料层厚度设定值框内，输入料层厚度设定值SP(mm)；
3、由采集系统采样实测料层厚度信号 (mm)；
　4、计算机系统根据实测料层厚度信号，自动进行滑动滤波，计算出料层厚度测量值PV (mm)；
　5、经滑动滤波后的料层厚度测量值PV与设定值SP相减，得到料层厚度偏差▽；判断料层厚度偏差▽是否大于0，若料层厚度偏差▽大于0，则执行下述(ⅰ)；否则，判断料层厚度偏差▽是否小于0，若料层厚度偏差▽小于0，则执行下述(ⅱ)；否则，布料闸门开度保持原来大小，不变化。
ⅰ)　判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B1，如果进入等待区间B1，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A1，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A1，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a1mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B2，如果进入等待区间B2，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A2，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A2，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a2mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B3，如果进入等待区间B3，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a3mm长度；否则，判断▽是否进入等待区间B4？如果进入等待区间B4，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量减小a31mm长度（这是为了避免▽由B4进入A4后，布料闸门开度突然变得较小，导致料层厚度迅速变小，引起料层厚度波动大情况的发生，所谓反方向超前控制）；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a4mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B5，如果进入等待区间B5，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量减小a41mm长度（所谓反方向超前控制）；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A5，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A5，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a5mm长度。
ⅱ) 　 料层厚度偏差▽取绝对值，即▽=|▽|（意在把区间－▽max ~0镜像到区间0~▽max，使问题同一化归一化），判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B1，如果进入等待区间B1，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A1，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A1，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a1mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B2，如果进入等待区间B2，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A2，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A2，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a2mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B3，如果进入等待区间B3，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a3mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B4，如果进入等待区间B4，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a31mm长度（这是为了避免▽由B4进入A4后，布料闸门开度突然变得较大，导致料层厚度迅速变大，引起料层厚度波动大情况的发生，所谓反方向超前控制）；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a4mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B5，如果进入等待区间B5，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a41mm长度（所谓反方向超前控制）；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A5，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A5，则布料闸门液压推杆位移控制量减小a5mm长度。
为了使料层厚度测量值偏离设定值越远时，闸门动作幅度越大，从而使料层厚度测量值快速趋近于设定值，上述a 1<a2<a3<a4<a5。
a 1是0.5mm，a2是0.8mm，a3是1.0mm，a4是1.5mm，a5是2.0mm，a31是1.2mm，a41是1.4mm。
本发明方法把料层厚度测量值与设定值的偏差范围，划分为等待区间和调节区间，偏差落在等待区间，则布料闸门开度保持不变；偏差落在调节区间，则布料闸门开度进行相应的调节，使测量值时刻趋近于设定值，从而确保台车布料均匀、料层表面平整。本发明方法的优点是思路清晰、可靠性高、控制灵活，而且具有较完善的智能逻辑判断功能，同时具有一定的超前控制功能。本发明方法可应用于烧结机台车混匀矿料层布料。
本发明解决了传统方法在烧结机台车混匀矿料层布料不匀、料层表面不平整的问题，从而改善料层透气性，提高了烧结矿的产量和质量。
具体实施方式：
1、给出混匀矿料层厚度设定值SP是700mm，料层厚度测量值经滑动滤波处理得到PV是730mm，测量值PV与设定值SP相减，得到料层厚度偏差▽是30mm。
　  2、根据最大测量值PVmax是750mm，得到偏差最大值▽max=PVmax-SP=50mm。把区间0~▽max从左端0开始依次划分为B1、A1、B2、A2、B3、A3、B4、 A4、B5、A5十个子区间。其中A1、A2、A3、A4、A5五个子区间命名调节区间；B1、B2、B3、B4、B5等5个子区间命名等待区间。
　区间关系：
每两个相邻区间交集为0，即B1∩ A1= A1∩ B2= B2∩A2= A2∩ B3= B3∩A3= A3∩ B4= B4∩ A4= A4∩B5= B5∩ A5=0。
所有区间并集为▽max ，即B1 U A1 U B2 U A2 U B3 U A3 U B4 U A4 U B5 U A5=▽max。
一般情况下，可设B1、B2、B3、B4、B5五个等待区间的长度相等，单个调节区间的长度大于等待区间的长度。
3、制定布料闸门开度操作原则：
料层厚度偏差▽大于0，即料层厚度测量值大于设定值时，需要布料闸门液压推杆位移控制量增加0.8mm长度，即减小布料闸门开度，从而使混匀矿下料量减少。
料层厚度偏差▽小于0，即料层厚度测量值小于设定值时，需要布料闸门液压推杆位移控制量减小0.8mm长度，即增大布料闸门开度，使混匀矿下料量增加。
4、在料层厚度偏差▽大于0（即料层厚度测量值PV大于设定值SP）的情况下，判断料层厚度偏差▽落在等待区间还是调节区间，如果落在等待区间，则布料闸门开度保持原来大小，不变化；如果落在调节区间，则再判断落在哪一个调节区间，并根据相应的液压推杆位移控制量来减小布料闸门的开度。应该注意的是，当料层厚度偏差▽由等待区间B4反向进入相邻的调节区间A3时或由等待区间B5反向进入相邻的调节区间A4时，要进行反方向超前控制，即适当增大布料闸门的开度，以避免布料闸门开度突然变得较小，引起料层厚度波动大情况的发生。
5、在料层厚度偏差▽小于0（即料层厚度测量值PV小于设定值SP）的情况下，判断偏差▽落在等待区间还是调节区间，如果落在等待区间，则布料闸门开度保持原来大小，不变化；如果落在调节区间，则再判断落在哪一个调节区间，并根据相应的液压推杆位移控制量来增大布料闸门的开度。应该注意的是，当偏差▽由等待区间B4反向进入相邻的调节区间A3时或由等待区间B5反向进入相邻的调节区间A4时，要进行反方向超前控制，即适当减小布料闸门的开度，以避免布料闸门开度突然变得较大，引起料层厚度波动大情况的发生。

Claims (2)

1.一种基于智能逻辑判断的烧结机台车布料控制方法，其特征在于：给出混匀矿料层厚度设定值SP，经滑动滤波处理得到料层厚度测量值PV，料层厚度测量值PV与设定值SP相减，得到料层厚度偏差▽；根据最大测量值PVmax，得到偏差最大值▽max=PVmax-SP；把区间0~▽max从左端0开始依次划分为B1、A1、B2、A2、B3、A3、B4、 A4、B5、A5十个子区间，其中A1、A2、A3、A4、A5五个子区间命名调节区间；B1、B2、B3、B4、B5五个子区间命名等待区间；每两个相邻区间交集为0；所有区间并集为▽max；操作步骤包括：
（1）、点击布料机操作界面“开始”按钮；
  （2）、在料层厚度设定值框内，输入料层厚度设定值SP(mm)；
（3）、由采集系统采样实测料层厚度信号 (mm)；
  （4）、计算机系统根据实测料层厚度信号，自动进行滑动滤波，计算出料层厚度测量值PV (mm)；
（5）、经滑动滤波后的料层厚度测量值PV与设定值SP相减，得到料层厚度偏差▽；判断料层厚度偏差▽是否大于0，若料层厚度偏差▽大于0，则执行下述(ⅰ)；否则，判断料层厚度偏差▽是否小于0，若料层厚度偏差▽小于0，则执行下述(ⅱ)；否则，布料闸门开度保持原来大小，不变化；
(ⅰ)　判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B1，如果进入等待区间B1，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A1，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A1，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a1mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B2，如果进入等待区间B2，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A2，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A2，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a2mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B3，如果进入等待区间B3，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a3mm长度；否则，判断▽是否进入等待区间B4，如果进入等待区间B4，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量减小a31mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a4mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B5，如果进入等待区间B5，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量减小a41mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A5，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A5，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a5mm长度；
 (ⅱ) 　 料层厚度偏差▽取绝对值，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B1，如果进入等待区间B1，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A1，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A1，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a1mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B2，如果进入等待区间B2，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A2，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A2，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a2mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B3，如果进入等待区间B3，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a3mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B4，如果进入等待区间B4，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A3，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A3，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a31mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量减少a4mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否进入等待区间B5，如果进入等待区间B5，则等待，即布料闸门开度保持原来大小，不变化；否则，判断料层厚度偏差▽是否反向进入调节区间A4，如果料层厚度偏差▽反向进入调节区间A4，则布料闸门液压推杆位移控制量增加a41mm长度；否则，判断料层厚度偏差▽是否正向进入调节区间A5，如果料层厚度偏差▽正向进入调节区间A5，则布料闸门液压推杆位移控制量减小a5mm长度。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能逻辑判断的烧结机台车布料控制方法，其特征在于：所述的a 1是0.5mm，a2是0.8mm，a3是1.0mm，a4是1.5mm，a5是2.0mm，a31是1.2mm，a41是1.4mm。
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