CN201802672U

CN201802672U - 基于模糊控制的风机风门控制装置

Info

Publication number: CN201802672U
Application number: CN2010202367845U
Authority: CN
Inventors: 边文; 梁琼; 张斌
Original assignee: Northern Engineering and Technology Corp MCC
Current assignee: Northern Engineering and Technology Corp MCC
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2020-06-25

Abstract

本实用新型属于钢铁厂烧结机风机风门控制技术领域，特别是涉及一种基于模糊控制的风机风门控制装置。由PLC处理平台、本地操作面板、风机执行机构三部分组成，所述的PLC处理平台包括在PLC框架上并行设置的CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块，CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块通过以太网接口相联接，此DI模块、DO模块与本地操作面板相连接，AI模块与风机执行机构中的烟气管道的负压监测元件相连接，AO模块与风机执行机构中的风机风门控制元件相连接。AI模块、AO模块为4～20mA输入输出通道。本实用新型为操作、控制为一体的装置，能接受面板操作控制；能接收远方操作控制；自动达到满足除尘系统对风量的要求。

Description

基于模糊控制的风机风门控制装置

技术领域

本实用新型属于钢铁厂烧结机风机风门控制技术领域，特别是涉及一种基于模糊控制的风机风门控制装置。

背景技术

在烧结生产过程中，烧结机会产生大量的氟化物、硫化物、粉尘等污染物，对环境造成很大的污染。为减少环境污染，并有效收集烟气中的粉尘，提高烟气的氟净化率和粉尘净化率，烧结生产系统会进行烟气净化。一般采用电除尘净化技术处理烧结生产系统的烟气，然后通过抽烟风机产生的吸力，使管道中产生负压，将净化后的烟气吸出通过烟囱排入大气。目前抽烟风机的风门开度调节主要在现场进行人工手动调节，无法根据生产状况，实现引风量的及时、连续控制。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于模糊控制的风机风门控制装置，提出以单个风门为控制对象单元，设计一个操作、控制为一体的装置。这个装置能接受面板操作控制；能接收远方操作控制；能接收面板或远方的风量设定，使装置处于自动调节风门的开度，自动达到满足除尘系统对风量的要求。这个装置是以PLC为核心，采用模糊控制算法，来对抽烟风机的风门开度进行调节及控制。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

本实用新型的基于模糊控制的风机风门控制装置，其特征在于由PLC处理平台、本地操作面板、风机执行机构三部分组成，所述的PLC处理平台包括在PLC框架上并行设置的以太网接口、CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块，CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块通过以太网接口相联接，所述的CPU中设有模糊控制器，此DI模块、DO模块与本地操作面板相连接，进行本地通讯，AI模块与风机执行机构中的烟气管道的负压监测元件相连接，采集烟气管道的负压信号，AO模块与风机执行机构中的风机风门控制元件相连接，输出控制信号，所述的AI模块通过A/D模块与DI模块相连接，所述的DO模块通过D/A模块与AO模块相连接。

所述的AI模块、AO模块为4～20mA输入输出通道。

本实用新型的基于模糊控制的风机风门装置的控制方法是：PLC处理平台上的DI模块、DO模块与本地操作面板进行本地通讯，AI模块与风机风门监测元件相连接，采集烟气管道负压信号，PLC处理平台上的AO模块向风机风门控制元件输出控制信号，系统采用双输入单输出模糊控制器，以烟气管道负压偏差e及烟气管道负压偏差的变化率ec作为输入变量，以风机风门的开度u为输出变量，烟气管道负压基本稳定在[-650Pa，-550Pa]之间，设烟气管道负压偏差e的基本论域为[-50Pa，50Pa]，烟气管道负压偏差e的模糊量E的模糊论域为[-10Pa，10Pa]，则模糊量化因子ke＝0.2，设烟气管道的负压误差变化率ec的基本论域为[-10Pa，10Pa]，其模糊量的模糊论域为[-10Pa，10Pa]，则模糊量EC化因子kec＝1，设风机风门的开度u的基本论域为[-90°，90°]，风机风门的开度u的模糊量的模糊论域为[-10°，10°]，则比例因子ku＝9，E、EC及U的模糊集取7个并表示为：NB即负大，NM即负中，NS即负小，Z0即零，PS即正小，P即正中，PB即正大，E、U的模糊集取4个并表示为：Z0即零，PS即正小，PM即正中，PB即正大，隶属度函数取为三角形分布，量化值经模糊语言变量隶属度函数得到模糊量，确定控制规则的原则是保证控制器的输出能够使系统输出响应的动静特性达到最佳，根据系统的工作特点，建立相应的模糊控制规则，解模糊化过程为：首先将模糊化过程的各个参数存入PLC保持寄存器中，然后利用A/D模块将输入量采集到PLC的数据寄存器，经过限幅化处理后，根据它们所对应的输入模糊论中的相应元素，查模糊控制量表求出模糊输出量，再乘以输出量化因子即得到实际输出量，由D/A模块输出对风机风门进行变速控制。

在烟气净化中，管道负压值是决定烟气净化效果好坏的重要指标。在设计模糊控制器时，以管道负压偏差e及管道负压偏差的变化ec率作为输入变量，以风门的开度u为输出变量。系统采用双输入单输出模糊控制器，隶属度函数取为三角形分布，量化值经模糊语言变量隶属度函数得到模糊量。

解模糊化过程为：首先将模糊化过程的各个参数存入PLC保持寄存器中，然后利用A/D模块将输入量采集到PLC的数据寄存器，经过限幅化处理后，根据它们所对应的输入模糊论中的相应元素，查模糊控制量表求出模糊输出量，再乘以输出量化因子即可得实际输出量，由D/A模块输出对风机风门进行变速控制。

烧结机抽烟风机风门的具体驱动动力来源于执行机构以及配套的伺服放大器系统。该系统中，执行机构的作用是用来控制排烟风门的开度，选择采用角行程电动执行机构。一般情况下动作时间为40～50秒。适合于90°旋转阀门和风门的开关与调节控制。伺服放大器的作用是将控制执行机构的4～20mA电流信号，与执行机构当前位置信号进行比较，并根据偏差情况，控制电动执行机构开或关动作，使执行机构位置与输入信号平衡。对于角行程电动执行机构，选用配套的电子比例式伺服电路。装置是一个风门控制单元，其功能具有面板操作实现风门连续打开、连续关闭，点动开或关，面板设置风量参数大小，接收远方的开或关的控制，接收远方风量参数设置。当接受风量设置后自动调节风门的开度以满足实际风量接近或达到风量设定值。

风门控制单元的功能是通过面板操作实现风门连续打开、连续关闭，点动开或关，面板设置风量参数大小，接收远方的开或关的控制信号，接收远方风量参数设置。当接受风量设置后自动调节风门的开度以满足实际风量接近或达到风量设定值。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出以单个风机风门为控制对象单元，设计一个操作、控制为一体的装置。这个装置能接受面板操作控制；能接收远方操作控制；能接收面板或远方的参数设定，使装置处于自动起停及变速风机风门，以保证风机风门坑不出现溢污水现象，免除生产车间二次被污染的可能。这个装置是以PLC为核心，采用模糊控制算法，来对风机风门进行控制。

附图说明

图1为本实用新型的硬件结构框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。其特征在于由PLC处理平台、本地操作面板、风机执行机构三部分组成，所述的PLC处理平台包括在PLC框架上并行设置的以太网接口、CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块，CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块通过以太网接口相联接，所述的CPU中设有模糊控制器，此DI模块、DO模块与本地操作面板相连接，进行本地通讯，AI模块与风机执行机构中的烟气管道的负压监测元件相连接，采集烟气管道的负压信号，AO模块与风机执行机构中的风机风门控制元件相连接，输出控制信号，所述的AI模块通过A/D模块与DI模块相连接，所述的DO模块通过D/A模块与AO模块相连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出以单个风门为控制对象单元，设计一个操作、控制为一体的装置。这个装置能接受面板操作控制；能接收远方操作控制；能接收面板或远方的风量设定，使装置处于自动调节风门的开度，自动达到满足除尘系统对风量的要求。这个装置是以PLC为核心，采用模糊控制算法，来对抽烟风机的风门开度进行调节及控制。

Claims

1.一种基于模糊控制的风机风门控制装置，其特征在于由PLC处理平台、本地操作面板、风机执行机构三部分组成，所述的PLC处理平台包括在PLC框架上并行设置的以太网接口、CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块，CPU、DI模块、DO模块、AI模块、AO模块通过以太网接口相联接，所述的CPU中设有模糊控制器，此DI模块、DO模块与本地操作面板相连接，进行本地通讯，AI模块与风机执行机构中的烟气管道的负压监测元件相连接，采集烟气管道的负压信号，AO模块与风机执行机构中的风机风门控制元件相连接，输出控制信号，所述的AI模块通过A/D模块与DI模块相连接，所述的DO模块通过D/A模块与AO模块相连接。

2.根据权利要求1所述的基于模糊控制的风机风门控制装置，其特征在于所述的AI模块、AO模块为4～20mA输入输出通道。