CN111174564A - 一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统 - Google Patents

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龚佰勋
黎莉
韦彦秀
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Abstract

本发明提供一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统。该智能控制系统包括智能控制中心、温度传感器组群、控制器、流量阀、干燥炉、网络通信设备、上位机监控站。温度传感器组群安装在干燥炉内并与之连接，实时感测干燥炉的温度分布并将数据传送给智能控制中心，智能控制中心接收数据，计算采用模糊算法和BP神经网算法，判断温度传感器组群实时传输的数据是否达到预设值，并据此发出智能控制指令，并将控制指令传送给控制器，控制器连接智能控制中心和流量阀，通过控制器调整流量阀的开闭度以控制加热气体流量，确保干燥炉内温度传感器群组测得的各点温度分布值在设定控制值±10℃范围之内，高于目前常规PID控制水平。

Description

一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统
技术领域
本发明涉及垃圾干燥系统自动控制技术领域，特别涉及一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统。
背景技术
针对我国城镇垃圾含水率高、热值相对较低的特点，在生活垃圾热解气化资源化前处理子系统中，采用超高压干湿分类压榨技术，将生活垃圾一次性分质处理成干组分和湿组分。干组分主要为塑料、纸、木竹、织物、橡胶及灰渣等构成。超高热值垃圾通过热解气化装置后产生可燃气体，经过净化系统后进入内燃机发电，以最大限度的提高垃圾利用价值，产生较高的能源再生率。
超高热值垃圾干燥系统是垃圾热解气化资源化处理的关键系统，经过超高压干湿分类压榨设备分类形成的超高热值垃圾，进入干燥设备，对其进行干燥处理，大幅降低其含水率，以便满足后续的生活垃圾热解气化系统稳定运行。干燥系统不仅需要合适且成熟的干燥设备，还需要实现干燥过程智能控制。
超高热值垃圾干燥过程智能控制的关键在于干燥温度分布控制，干燥温度及其分布的稳定，可以提高干燥效果，节约资源。干燥温度分布的控制任务就是通过流量阀调节高温加热气体流量，减小干燥炉内设定温度与实际温度的偏差，维持干燥温度稳定保持在允许范围内，以实现大幅降低垃圾含水率的目的，且要求这种含水率降低过程对超高热值垃圾初始含水量的变化具有较强的适应能力。
目前，常用于干燥过程控制的即是常规的PID控制，干燥过程智能化程度不高，自适应能力差，而且常常因为供给的加热气量过多或者过少，造成干燥效果不稳定，或者造成加热气能量的浪费，因此亟需开发一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统，实现超高热值垃圾干燥系统智能、安全、快速、稳定的运行。
发明内容
本发明针对现有干燥过程控制技术中存在的问题，提供一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统。
本发明提供一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统。该智能控制系统包括智能控制中心、温度传感器组群、控制器、流量阀、干燥炉、网络通信设备、上位机监控站。温度传感器组群安装在干燥炉内并与之连接，实时感测干燥炉的温度分布并将数据传送给智能控制中心，智能控制中心接收数据，计算采用模糊算法和BP神经网络算法，判断温度传感器组群实时传输的数据是否达到预设值，并据此发出智能控制指令，并将控制指令传送给控制器，控制器连接智能控制中心和流量阀，通过控制器调整流量阀的开闭度以控制加热气体流量，确保干燥炉内温度传感器群组测得的各点温度分布值在设定控制值±10℃范围之内，高于目前常规PID控制水平。
智能控制中心包括中央智能控制管理模块、数据采集模块、控制输出模块。数据采集模块、控制输出模块分别与中央智能控制管理模块通信连接。温度传感器组群连接数据采集模块，温度传感器组群安装在干燥炉内用以获取温度分布信息并传送给数据采集模块。控制器连接控制输出模块，接收控制指令，调整流量阀的开闭度以控制加热气体流量。
中央智能控制管理模块设置有智能控制系统软件，智能控制系统软件包含有模糊算法、BP神经网络算法、温度传感器的状态信息、控制器的控制命令状态信息。
智能控制中心与上位机监控站之间通过网络连接，接受、执行上位机监控站指令，并向上位机监控站输出信号、反馈相关信息。
本发明可根据干燥炉内温度自动调整流量阀，确保干燥温度在控制范围之内，具有较好的自适应能力，干燥效率高、效果好，降低干燥能耗。
附图说明
图1是本发明的结构原理图。
图2是本发明的干燥过程智能控制系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
图1所示。干燥过程智能控制系统，包括智能控制中心、温度传感器、控制器、流量阀、干燥炉、网络通信设备、上位机监控站。温度传感器组群安装在干燥炉内并与之连接，实时感测干燥炉的温度分布并将数据传送给智能控制中心，智能控制中心接收数据，采用模糊算法和BP神经网算法计算，判断温度传感器组群实时传输的数据是否达到预设值，并据此发出智能控制指令，并将控制指令传送给控制器，控制器连接智能控制中心和流量阀，通过控制器调整流量阀的开闭度以控制加热气体流量，进而达到对干燥温度进行控制的目的。如果实际测得的温度分布值小于设定值，则控制器输出模块发出指令，控制器接收指令，控制流量阀开大；若实际测得的温度分布值大于设定值，则控制器输出模块发出指令，控制器接收指令，控制流量阀关小；若实际测得的温度分布值超越了设定的温度上下极限，则控制输出模块发出快速逆向指令，控制流量阀快速关小或开在，同时向报警装置发出指令，进行声光报警。
图2所示，干燥过程智能控制系统结构图，以设定温度与当前温度的偏差E和偏差变化率Ec作为输入变量，流量调节阀的开闭度作为输出量。神经网络模糊控制器是干燥过程智能控制系统的核心，智能控制算法包括模糊算法和BP神经网络算法。模糊控制过程中计算输入变量（温度偏差、温度偏差变化率），并对他们做模糊量化处理，根据专家经验，设计模糊控制规则。BP神经网络有自学习能力，用模糊控制规则作为样本来训练BP神经网络，使BP神经网络记忆模糊控制规则，从而通过BP神经网络实现模糊推理过程，能够很好的提高整个系统的鲁棒性和自适应能力。

Claims (9)

1.本发明提供一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统。
2.该智能控制系统包括智能控制中心、温度传感器组群、控制器、流量阀、干燥炉、网络通信设备、上位机监控站。
3.温度传感器组群安装在干燥炉内并与之连接，实时感测干燥炉的温度分布并将数据传送给智能控制中心，智能控制中心接收数据，计算采用模糊算法和BP神经网算法，判断温度传感器组群实时传输的数据是否达到预设值，并据此发出智能控制指令，并将控制指令传送给控制器，控制器连接智能控制中心和流量阀，通过控制器调整流量阀的开闭度以控制加热气体流量，确保干燥炉内温度传感器群组测得的各点温度分布值在设定控制值±10℃范围之内，高于目前常规PID控制水平。
4.根据权利要求1所述的一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统，其特征在于智能控制中心包括中央智能控制管理模块、数据采集模块、控制输出模块。
5.数据采集模块、控制输出模块分别与中央智能控制管理模块通信连接。
6.温度传感器组群连接数据采集模块，温度传感器组群安装在干燥炉内用以获取温度分布信息并传送给数据采集模块。
7.控制器连接控制输出模块，接收控制指令，调整流量阀的开闭度以控制加热气体流量。
8.根据权利要求1所述的一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统，其特征在于中央智能控制管理模块设置有智能控制系统软件，智能控制系统软件包含有模糊算法、BP神经网络算法、温度传感器的状态信息、控制器的控制命令状态信息。
9.根据权利要求1所述的一种超高热值垃圾干燥过程智能控制系统，其特征在于智能控制中心与上位机监控站之间通过网络连接，接受、执行上位机监控站指令，并向上位机监控站输出信号、反馈相关信息。
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