CN114861421A - 一种气流磨分级轮智能优化控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了气流磨分级轮控制技术领域的一种气流磨分级轮智能优化控制系统及方法，包括：将采集的分级电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；将不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；控制系统自动判断分级轮是否有故障；响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，将自动调节参数输入至变频器进行电机转速调节；响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节。本发明保证了分级轮的同步性，避免故障时紧急停机，提高分级粒径控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种气流磨分级轮智能优化控制系统及方法，属于气流磨分级轮控制技术领域。
背景技术
气流磨设备是一种超细粉碎设备，广泛应用于非金属矿物质及化工原料的超细粉碎，粉碎的原料到分级区通过分级轮转速调节可筛选不同粒径颗粒，所以气流磨分级轮的转速控制成为了主要的工艺之一，气流磨设备一般有3-4个分级轮，现有气流磨设备运行时控制系统一旦检测到分级轮故障，整个气流磨设备就立即停机，严重影响系统运行和颗粒的分级效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种气流磨分级轮智能优化控制系统及方法，通过优化后的分级控制系统，由PID控制能够实现比较精确的分级转速控制，保证不同分级轮的同步性，提高原料分级粒径控制精度。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种气流磨分级轮智能优化控制方法，包括：
用于将采集的电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；
基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；
将不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；
判断控制系统是否有故障；
响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节；
响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节。
进一步的，所述电机实时数据包括变频电机的电流、转速和分级转速的实时值。
进一步的，所述工艺模型根据分级轮转速设定值、生产负荷和采集数据实际值生成控制参数。
进一步的，所述生产负荷包括气流磨每小时处理量和分级等级。
进一步的，所述数据对应关系为不同分级电机和分级轮运行数据之间的数据对应关系。
进一步的，所述控制系统故障包括系统正常运行时数据波动或者数据丢失。
进一步的，所述变频器根据PID自动调节的参数调节电机转速的同时，分级电机通过皮带自动调节分级轮转速。
第二方面，本发明提供了一种气流磨分级轮智能优化控制系统，包括：
数据转化模块：用于将采集的电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；
建模模块：用于基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；
数据存储模块：用于将不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；
故障判断模块：用于判断控制系统是否有故障；
正常调节模块：用于响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节；
智能优化调节模块：用于响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节。
第三方面，本发明提供了一种气流磨分级轮智能优化控制装置，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明通过优化后的分级控制系统，在分级转速无故障时采用正常模式，正常模式根据分级轮转速反馈值和设定值通过PID控制能够实现比较精确的分级转速控制，PID控制可以得到控制的变频器频率值，变频器工作的频率即可调节电机转速，保证不同分级轮的同步性，提高原料分级粒径控制精度。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的气流磨分级轮智能优化控制系统结构图；
图2是本发明实施例一提供的原有控制系统示意图；
图3是本发明实施例一提供的优化后的分级控制系统示意图；
图4是本发明实施例一提供的分级控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
目前控制系统的应用在各行各业都已经比较成熟，在气流磨设备控制中控制系统也成了标准的配置，控制系统可以实现数据的采集、逻辑判断、指令控制、PID调节等一系列功能。
请参阅图1，气流磨分级轮智能优化控制系统结构(以四台分级电机为例)在硬件组成没有变化，分级电机变频器一般通过频率进行调节实现电机转速调节，分级电机变频器的电流、转速、转矩、频率和分级轮转速数据实时由控制系统进行采集和处理，分级轮配置转速表。
在气流磨分级轮控制中，最主要的是要保证分级轮要保持同一转速，这样经过分级轮筛选出来的粒径才稳定。
请参阅图2，原有控制系统中每个分级轮的控制相互独立，分级轮之间没有数据的交互，当其中一个分级轮故障时整个系统就立即停机。
请参阅图3，经过优化后的分级控制系统，由控制系统将所有分级数据(电机电压、电机电流、电机转速)经采集和处理(数据转化)后建立工艺模型(工艺模型是指根据运行参数，确定不同分级设备之间的关系)，工艺模型根据设定值(即根据工艺要求要达到的期望值)、生产负荷(气流磨每小时处理量和分级等级)、采集数据(电机电压、电机电流、电机转速)生成控制参数，不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系，工艺模型和对应关系的数据(不同变频器控制的分级电机)储存在数据存储区，当其中一个分级轮故障时可立即切换到智能优化模式(控制系统检测系统正常运行时数据波动或者数据丢失即认为故障)，确保气流磨设备不因为分级转速故障导致设备立即停机。
请参阅图4，正常模式中：
步骤1，采集不同变频器控制的分级电机的电流、转速和分级转速的实时值；
步骤2，采集的数据根据实际值进行转化；
步骤3，在控制系统判断无故障时，将分级轮转速设定值和数据处理后的实际值输入PID控制模块，PID根据设定值和输入值进行自动调节控制参数；
步骤4，变频器根据PID自动调节的参数调节电机转速，同时分级电机通过皮带自动调节分级轮转速；
步骤5，正常模式实现实时采集和自动调节，确保设定值和实际值相等。
系统运行中经过监测判断分级转速故障立即切换到智能优化模式，智能优化模式是一个开环控制，但是控制参数是工艺模型优化后的数据，在工艺参数波动不大的情况下能够相当准确的保证系统的运行。
智能优化模式中：
步骤1，采集不同变频器控制的分级电机的电流、转速和分级转速的实时值；
步骤2，采集的数据根据实际值进行转化处理；
步骤3，将不同变频器控制的分级电机和分级转速转化后的数据自动储存到控制系统数据模型，在模型中自动进行数据换算，计算出不同变频器控制的分级电机和分级转速转的比例关系；
步骤4，将不同变频器控制的分级电机和分级转速形成的比例关系数据存储在数据存储区；
步骤5，控制系统运行中，在一个扫描周期内(100ms)检测到分级轮转速数据丢失，控制系统会自动判断分级轮转速仪表故障，同时控制系统向上位监控系统发出故障报警；
步骤6，控制系统收到分级轮转速仪表故障信号后，自动将其它分级转速乘于对应比例关系的数据参数传递给分级轮转速数据故障的PID控制程序；
步骤7，PID程序根据传递的数据继续进行自动运行，确保整个系统不因为分级轮转速仪表故障紧急停机；
步骤8，系统操作者收到控制系统发出的故障报警后，停止给料，在确保已投料已全部分级完成后可以停止系统设备；
步骤9，系统设备停止后由检修人员检修，检修完经测试系统完好后可重新启动系统。
气流磨设备中为了达到最好的分级效果，分级轮转速的控制是最重要的，还可以通过增加备用分级轮转速仪表方式实现，在控制系统中通过简单的程序也可以实现一个分级轮转速故障时切换到备用分级轮转速，但是相应增加了硬件成本。
实施例二：
一种气流磨分级轮智能优化控制系统，可实现实施例一所述的一种气流磨分级轮智能优化控制方法，包括：
数据转化模块：用于将采集的电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；
建模模块：用于基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；
数据存储模块：用于将不同变频器控制的分级电机和分级转速之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；
故障判断模块：用于判断控制系统运行中是否有故障；
正常调节模块：用于响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节；
智能优化调节模块：用于响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节，最终确保不同分级轮转速同步。
实施例三：
本发明实施例还提供了一种气流磨分级轮智能优化控制装置，可实现实施例一所述的一种气流磨分级轮智能优化控制方法，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行下述方法的步骤：
用于将采集的电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；
基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；
将不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；
判断控制系统是否有故障；
响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节；
响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节。
实施例四：
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，可实现实施例一所述的一种气流磨分级轮智能优化控制方法，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现下述方法的步骤：
用于将采集的电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；
基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；
将不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；
判断控制系统是否有故障；
响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节；
响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种气流磨分级轮智能优化控制方法，其特征是，包括：
将采集的电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；
基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；
将不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；
判断控制系统是否有故障；
响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节；
响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节。
2.根据权利要求1所述的气流磨分级轮智能优化控制方法，其特征是，所述分级电机实时数据包括电机的电流、转速和分级转速的实时值。
3.根据权利要求1所述的气流磨分级轮智能优化控制方法，其特征是，所述工艺模型根据分级轮转速设定值、生产负荷和采集数据实际值生成控制参数。
4.根据权利要求3所述的气流磨分级轮智能优化控制方法，其特征是，所述生产负荷包括气流磨每小时处理量和分级等级。
5.根据权利要求1所述的气流磨分级轮智能优化控制方法，其特征是，所述数据对应关系为不同分级电机和分级轮运行数据之间的数据对应关系。
6.根据权利要求1所述的气流磨分级轮智能优化控制方法，其特征是，所述控制系统故障包括系统正常运行时数据波动或者数据丢失。
7.根据权利要求1所述的气流磨分级轮智能优化控制方法，其特征是，所述变频器根据PID自动调节的参数调节电机转速的同时，分级电机通过皮带自动调节分级轮转速。
8.一种气流磨分级轮智能优化控制系统，其特征是，包括：
数据转化模块：用于将采集的电机和分级轮转速实时数据进行数据转化；
建模模块：用于基于分级轮转速反馈值建立工艺模型；
数据存储模块：用于将不同分级轮之间的工艺模型形成数据对应关系后，储存在数据存储区；
故障判断模块：用于判断控制系统是否有故障；
正常调节模块：用于响应于控制系统无故障时，将分级轮转速反馈值和分级轮转速设定值输入PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节；
智能优化调节模块：用于响应于控制系统故障时，通过数据存储区形成的数据对应关系将控制参数传递给PID控制模块进行控制参数自动调节，再将控制参数输入至变频器进行电机转速调节。
9.一种气流磨分级轮智能优化控制装置，其特征是，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～7任一项所述方法的步骤。
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215000 No.1 Chunhui Road, Suzhou Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Xiran Technology (Jiangsu) Co.,Ltd. Address before: 215000 No.1 Chunhui Road, Suzhou Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: SUZHOU XI RAN INDUSTRIAL EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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