ES2307383B1

ES2307383B1 - ADVANCED CONTROL METHOD FOR MIXING MATERIALS.

Info

Publication number: ES2307383B1
Application number: ES200601238A
Authority: ES
Inventors: Francisco J. Riesco Ruiz; Juan Manuel Martin Sanchez
Original assignee: Adaptive Predictive Expert Control Adex SA
Current assignee: Adaptive Predictive Expert Control Adex SA
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2009-09-22
Anticipated expiration: 2026-05-12
Also published as: ES2307383A1

Abstract

Método de control avanzado para la mezcla de materiales de la presente invención determina, usando medidas periódicas de la composición de la mezcla y lazos de control avanzado, la dosificación de los alimentadores del proceso de mezcla. Dichos alimentadores son agrupados en fuentes de los compuestos que definen los módulos de calidad de la mezcla; dichas fuentes de compuestos son asimismo agrupadas en fuentes de los distintos módulos de calidad considerados, y dichos lazos de control avanzado producen, para los distintos módulos de calidad, señales de control avanzado definidas como porcentajes de caudal de una fuente de compuesto contenido en el caudal de una fuente de módulo. A partir de dichas señales de control avanzado se determina la dosificación de los alimentadores del proceso de mezcla.Advanced control method for mixing Materials of the present invention determine, using measurements periodic composition of the mixture and control loops advanced, dosing of process feeders mixture. These feeders are grouped into sources of compounds that define the quality modules of the mixture; sayings sources of compounds are also grouped into sources of different quality modules considered, and said control ties advanced produce, for different quality modules, signals advanced control defined as flow rates of a compound source contained in the flow rate of a module source. From these advanced control signals, the dosing of the feeders of the mixing process.

Description

Método de control avanzado para la mezcla de materiales.Advanced control method for mixing materials.

Field of the Invention

La presente invención concierne a un método para el control avanzado del proceso de mezcla de materiales con composiciones conocidas o desconocidas procedentes de distintas fuentes.The present invention concerns a method for Advanced control of the material mixing process with known or unknown compositions from different sources.

State of the art

El proceso de mezcla de materiales es típico de ciertas industrias tales como la del cemento, la petroquímica, la de la energía y otras. Los materiales procedentes de distintos alimentadores son dosificados con el fin de conseguir que ciertos índices o módulos de calidad de la composición de la mezcla alcancen y se mantengan en valores deseados. Dichos módulos de calidad son función del porcentaje de ciertos compuestos contenidos en la mezcla. Dichos compuestos están contenidos en los diferentes materiales que se mezclan, aunque en proporciones diferentes para cada uno de ellos. Utilizando un analizador en línea se obtiene periódicamente una medida de los porcentajes de dichos compuestos en la mezcla, a partir de la cual el sistema de control de la mezcla debe de calcular los caudales a obtener de cada uno de los alimentadores. Generalmente, el sistema de control de la mezcla envía dichos caudales calculados como consignas a los correspondientes controladores locales de caudal de cada uno de los alimentadores.The process of mixing materials is typical of certain industries such as cement, petrochemicals, of energy and others. Materials from different feeders are dosed in order to get certain quality indices or modules of the composition of the mixture reach and remain at desired values. These modules of Quality are a function of the percentage of certain compounds contained in the mix. These compounds are contained in the different materials that mix, although in different proportions to each one of them. Using an online analyzer you get periodically a measure of the percentages of said compounds in the mixture, from which the control system of the mixture must calculate the flow rates to obtain from each of the feeders Generally, the mixing control system sends these calculated flows as slogans to the corresponding local flow controllers of each of the feeders

El problema de determinar el caudal de cada uno de los alimentadores para conseguir el valor deseado de los módulos de calidad de la composición de la mezcla, seria relativamente fácil de resolver si conociéramos con precisión la composición del material en cada uno de los alimentadores. Sin embargo, la composición de dichos materiales es generalmente desconocida y varía con el tiempo de forma aleatoria e incluso discontinua. Por otra parte, los módulos de calidad son funciones no lineales del porcentaje de dichos compuestos en la mezcla, lo que adicionalmente complica el problema de control.The problem of determining the flow rate of each of the feeders to achieve the desired value of the modules of quality of the composition of the mixture, would be relatively easy to solve if we knew precisely the composition of the material in each of the feeders. However, the composition of such materials is generally unknown and It varies with time randomly and even discontinuously. By On the other hand, quality modules are non-linear functions of the percentage of said compounds in the mixture, which additionally Complicates the control problem.

A título de ejemplo, en la industria del cemento, se mezclan materiales tales como caliza, arena, marga, pirita y otros, que contienen, en distintas proporciones cada uno de ellos, óxidos de calcio (Ca), silicio (Si), aluminio (Al) y hierro (Fe). Los módulos de calidad más utilizados son generalmente el Factor de Saturación de Cal (LSF), el Módulo de Silicio (SM) y el Módulo de hierro (IM), que se definen por medio de ecuaciones tales como:By way of example, in the industry of cement, materials such as limestone, sand, loam, pyrite and others, which contain, in different proportions each of them, calcium oxides (Ca), silicon (Si), aluminum (Al) and iron (Fe). The most commonly used quality modules are generally Lime Saturation Factor (LSF), Silicon Module (SM) and the Iron Module (IM), which are defined by equations such as:

LSF = 100CaO / (2.8SiO_{2} + 1.65Al_{2}O_{3} + 0.35 Fe_{2}O_{3})LSF = 100CaO / (2.8SiO {{2} + 1.65Al_ {2} O_ {3} + 0.35 Fe 2 O 3: (1)(one)

SM = SiO_{2} / (Al_{2}O_{3} + Fe_{2}O_{3})SM = SiO_ {2} / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3): (2)(2)

IM = Al_{2}O_{3} / Fe_{2}O_{3}IM = Al_ {2} O_ {3} / Fe_ {O} {3}: (3)(3)

Donde la fórmula de los óxidos indica su concentración en la mezcla. Alternativamente, otros módulos de calidad pueden ser utilizados tales como:Where the oxides formula indicates its concentration in the mixture. Alternatively, other modules of Quality can be used such as:

C_{3}S = 4.071 CaO - (7.602 SiO_{2} + 6.718 Al_{2}O_{3} + 1.43 Fe_{2}O_{3} + 2.852 SO_{3})C_ {S} S = 4.071 CaO - (7,602 SiO2 + 6,718 Al2 {3} + 1.43 Fe2 {3} + 2,852 SO_ {3}): (4)(4)

C_{3}A = 2.65 Al_{2}O_{3} - 1.692 Fe_{2}O_{3}C_ {A} A = 2.65 Al 2 O 3 - 1,692 Fe 2 O 3: (5)(5)

Cuando los módulos C_{3}S y C_{3}A son utilizados reemplazan a LSF e IM, respectivamente.When the modules C_ {3} S and C_ {3} A are used replace LSF and IM, respectively.

Modernos analizadores, basados en rayos gamma y en rayos X, se utilizan actualmente en la industria del cemento para obtener medidas en línea de los porcentajes de dichos óxidos en la mezcla con periodos que pueden oscilar entre uno y quince minutos. A partir de estos porcentajes medidos se calculan los valores de los correspondientes módulos de calidad, que el sistema de control de la mezcla debe de utilizar para calcular los caudales a aplicar a los distintos alimentadores de los materiales que se mezclan.Modern analyzers, based on gamma rays and in X-rays, they are currently used in the cement industry to obtain online measurements of the percentages of said oxides in the mixture with periods that can range between one and fifteen minutes From these measured percentages, the values of the corresponding quality modules, which the system Mix control should be used to calculate flow rates to be applied to the different feeders of the materials that are mix.

Sin embargo, el proceso de la mezcla de materiales en la industria del cemento es de naturaleza compleja, porque los materiales que se mezclan, procedentes de minas y canteras, tienen composiciones desconocidas y variables con el tiempo y en muchos casos el proceso de mezcla opera con tiempos muertos de transporte. Por lo tanto, la relación dinámica entre los caudales aplicados a los distintos alimentadores y los módulos de calidad obtenidos en la composición de la mezcla, es de naturaleza multivariable, interactiva, no lineal, desconocida y variable con el tiempo.However, the process of mixing Materials in the cement industry is complex in nature, because the materials that mix, coming from mines and quarries, have unknown and variable compositions with the time and in many cases the mixing process operates with times transport dead. Therefore, the dynamic relationship between flows applied to the different feeders and the modules of quality obtained in the composition of the mixture, is of nature multivariable, interactive, nonlinear, unknown and variable with the weather.

El ejemplo previamente descrito de la industria del cemento, ilustra asimismo la naturaleza dinámica del proceso de mezcla en otras industrias. Debido a dicha naturaleza dinámica, las soluciones de control tradicionales han sido incapaces de proporcionar una solución satisfactoria, y se han utilizado técnicas avanzadas con resultados no plenamente satisfactorios.The previously described example of the industry of cement, also illustrates the dynamic nature of the process of Mix in other industries. Due to this dynamic nature, the traditional control solutions have been unable to provide a satisfactory solution, and techniques have been used advanced with not fully satisfactory results.

En dichas técnicas avanzadas, las medidas de la composición de la mezcla, proporcionadas por el analizador, se combinan con los caudales de los alimentadores para estimar las composiciones de los materiales en los alimentadores. Utilizando esta estimación y las consignas de los módulos de calidad de la composición de la mezcla, se calculan los nuevos caudales de los alimentadores, de forma que los valores predichos de los módulos de calidad sean tan próximos como sea posible a sus consignas. Sin embargo, debido a errores en la estimación de la composición de los materiales en los alimentadores, los valores predichos en general no coinciden con los de consigna. Para compensar estos errores, se han utilizado controladores PID tradicionales o sistemas basados en reglas, de forma que a partir de las diferencias entre las medidas de los módulos de calidad y sus consignas, se generan señales de control actuando sobre consignas auxiliares de los módulos de calidad que son utilizadas por el esquema predictivo. Sin embargo, este tipo de esquema de control para el proceso de mezcla de materiales, variable con el tiempo y de características no lineales, es difícil de estabilizar con controladores PID o sistemas basados en reglas. Por tanto, sigue existiendo la necesidad de un sistema y un
método para controlar de forma plenamente satisfactoria la dosificación de los alimentadores en el proceso de mezcla.In such advanced techniques, the measurements of the composition of the mixture, provided by the analyzer, are combined with the flow rates of the feeders to estimate the compositions of the materials in the feeders. Using this estimate and the setpoints of the quality modules of the composition of the mixture, the new flows of the feeders are calculated, so that the predicted values of the quality modules are as close as possible to their setpoints. However, due to errors in the estimation of the composition of the materials in the feeders, the predicted values in general do not coincide with the setpoints. To compensate for these errors, traditional PID controllers or rule-based systems have been used, so that from the differences between the measures of the quality modules and their setpoints, control signals are generated acting on auxiliary setpoints of the modules. quality that are used by the predictive scheme. However, this type of control scheme for the process of mixing materials, variable over time and with non-linear characteristics, is difficult to stabilize with PID controllers or rule-based systems. Therefore, there is still a need for a system and a
method to fully control the dosage of the feeders in the mixing process.

Brief Description of the Invention

El método de control avanzado para el proceso de mezcla, objeto de esta invención, utiliza un ordenador digital, o cualquier otro sistema o medio de cálculo adecuado, para determinar, a partir de las medidas periódicas de la composición de la mezcla generadas por un analizador en línea, la dosificación de los alimentadores del proceso de mezcla, superando los problemas de técnicas previas y obteniendo un control preciso y estable de los módulos de calidad en la composición de la mezcla, a pesar de la naturaleza compleja de este tipo de proceso.The advanced control method for the process of mixture, object of this invention, uses a digital computer, or any other suitable system or means of calculation, for determine, from the periodic measurements of the composition of the mixture generated by an online analyzer, the dosage of the feeders of the mixing process, overcoming the problems of prior techniques and obtaining a precise and stable control of quality modules in the composition of the mixture, despite the complex nature of this type of process.

El método de la presente invención puede aplicarse a procesos de mezcla con un número ilimitado de alimentadores. Cada uno de estos alimentadores es considerado, teniendo en cuenta la procedencia y el tipo de material que contiene, como suministrador de uno de los compuestos que se consideran en el cálculo de los módulos de calidad de la mezcla. El que un alimentador se considere como suministrador de un cierto compuesto no implica que este sea mayoritario en el material del alimentador, ni tampoco que dicho material no contenga otros compuestos que afectan a la calidad de la mezcla, pero sí indica que el material de dicho alimentador debe utilizarse para conseguir que el compuesto en cuestión se encuentre en el porcentaje adecuado dentro de la mezcla para alcanzar las consignas de los módulos de calidad en la mezcla.The method of the present invention can apply to mixing processes with an unlimited number of feeders Each of these feeders is considered, taking into account the origin and type of material that contains, as a supplier of one of the compounds that are consider in the calculation of the quality modules of the mixture. He that a feeder is considered as a supplier of a certain compound does not imply that this is a majority in the material of the feeder, nor that said material does not contain other compounds that affect the quality of the mixture, but it does indicate that the material of said feeder must be used to ensure that the compound in question is in the appropriate percentage within the mix to reach the setpoints of the modules quality in the mix.

El método que define la presente invención esta basado en las dos definiciones siguientes:The method that defines the present invention is based on the following two definitions:

Definición 1: El conjunto de alimentadores considerados como suministradores de un compuesto se define como la fuente de dicho compuesto.Definition 1: The set of feeders considered as suppliers of a compound is defined as the source of said compound.

Definición 2: El conjunto de fuentes de un compuesto consideradas para el control de un módulo de calidad se define como la fuente de dicho modulo de calidad.Definition 2: The set of sources of a compound considered for the control of a quality module is defined as the source of said quality module.

El método de la presente invención puede describirse en los tres puntos siguientes:The method of the present invention can Describe in the following three points:

1 - Se establece una correspondencia biunívoca entre cada uno de los módulos de calidad y un compuesto de los considerados en el calculo de dichos módulos. Por ejemplo, dicha correspondencia puede ser tal que cuando el porcentaje de dicho compuesto aumenta en la mezcla el valor del correspondiente módulo de calidad también aumenta y, viceversa, cuando el porcentaje de dicho compuesto disminuye en la mezcla el valor del correspondiente modulo de calidad también disminuye. De acuerdo con este ejemplo de correspondencia, los procesos de mezcla aquí considerados son tales que: (1) la fuente de un compuesto tiene en general suficiente porcentaje de dicho compuesto para que en ella misma el módulo de calidad correspondiente este significativamente por encima de la consigna que se asigna a dicho módulo en la mezcla, y (2) la fuente de un módulo de calidad, excluyendo, la fuente del correspondiente compuesto, tiene en general en ella misma el correspondiente módulo de calidad significativamente por debajo de su consigna.1 - Biunivocal correspondence is established between each of the quality modules and a composite of the considered in the calculation of these modules. For example, said correspondence can be such that when the percentage of said compound increases the value of the corresponding module in the mixture of quality also increases and, vice versa, when the percentage of said compound decreases the corresponding value in the mixture Quality module also decreases. According to this example of correspondence, the mixing processes considered here are such that: (1) the source of a compound generally has sufficient percentage of said compound so that in it the module of corresponding quality is significantly above the setpoint assigned to said module in the mix, and (2) the source of a quality module, excluding, the source of the corresponding compound, it has in general the corresponding module Quality significantly below its slogan.

2 - Se utiliza un lazo de control avanzado para controlar cada uno de los módulos de calidad en cuestión. Cada uno de dichos lazos de control avanzados recibe como variable de proceso a controlar la medida del modulo de calidad, calculada periódicamente a partir de las medidas de la composición de la mezcla realizadas por el analizador en línea, y produce como señal de control avanzado el porcentaje (%) de caudal de la fuente del compuesto correspondiente al módulo de calidad contenido en el caudal de la fuente de dicho módulo de calidad. Esta señal de control avanzado es denominada abreviadamente "% de la fuente del compuesto en la del modulo".2 - An advanced control loop is used to Control each of the quality modules in question. Each of these advanced control loops it receives as a variable of process to control the quality module measure, calculated periodically from the measures of the composition of the mixing performed by the online analyzer, and produces as a signal of advanced control the percentage (%) of flow of the source of the compound corresponding to the quality module contained in the flow of the source of said quality module. This sign of advanced control is abbreviated "% of the source of the composed in the module ".

3 - A partir de dichos % de la fuente del compuesto en la del módulo generados por los distintos lazos de control avanzados se calculan los caudales de las distintas fuentes de compuestos consideradas en el proceso de mezcla. Este cálculo es sencillo como se muestra más adelante en la descripción detallada de la invención.3 - From these% of the source of the composed in the module generated by the different ties of Advanced control flows are calculated from different sources of compounds considered in the mixing process. This calculation is simple as shown later in the detailed description of the invention.

El método de esta invención puede detectar una deficiencia, en la composición de una o varias de las fuentes de compuestos, cuando una de las señales de control avanzado, % de la fuente del compuesto en la del modulo, alcanza su limite inferior de 0%, o su limite superior de 100%, y a pesar de ello el correspondiente módulo de calidad se mantiene alejado de su consigna. En estas condiciones el sistema y método de esta invención produce un diagnóstico de deficiencia y calcula, en caso de existir uno o varios "alimentadores correctivos" con material capaz de corregir la mencionada deficiencia, una consigna de caudal para dichos uno o varios alimentadores correctivos con el fin de que el módulo en cuestión alcance su consigna. Los alimentadores correctivos son solo utilizados en estas condiciones y en tanto que se requieran para que el módulo de calidad en cuestión se mantenga en su consigna. El diagnóstico de deficiencia se mantendrá en tanto que se utilice un alimentador correctivo.The method of this invention can detect a deficiency, in the composition of one or more of the sources of compounds, when one of the advanced control signals,% of the source of the compound in the module, reaches its lower limit of 0%, or its upper limit of 100%, and despite this the corresponding quality module is kept away from your slogan Under these conditions the system and method of this invention produces a diagnosis of deficiency and calculates, in case if there is one or more "corrective feeders" with material capable of correcting the aforementioned deficiency, a slogan of flow for said one or several corrective feeders with the so that the module in question reaches its setpoint. The Corrective feeders are only used in these conditions and as long as they are required for the quality module in question Stay on your watchword. The diagnosis of deficiency is will maintain as long as a corrective feeder is used.

El método de esta invención determina pues la consigna de caudal de las distintas fuentes de los compuestos del proceso de mezcla y permite su distribución libremente entre los correspondientes alimentadores. En caso de existir un diagnóstico de deficiencia en una de dichas fuentes, la mencionada consigna se divide en dos, una que se distribuirá entre los alimentadores no correctivos y, otra, que se distribuirá entre los alimentadores correctivos. Dicha distribución de la consigna del caudal de la fuente que corresponde a los alimentadores no correctivos puede hacerse libremente y, en general, puede ser determinada por el operador humano. La consigna del caudal de la fuente que corresponde, en su caso, a los alimentadores correctivos, puede asimismo distribuirse libremente entre los mismos.The method of this invention thus determines the setpoint of flow of the different sources of the compounds of the mixing process and allows its distribution freely between corresponding feeders. If there is a diagnosis of deficiency in one of these sources, the aforementioned slogan is divide in two, one that will be distributed among the feeders not corrective and, another, to be distributed among feeders corrective Said distribution of the flow rate setpoint of the source that corresponds to non-corrective feeders can be done freely and, in general, can be determined by the human operator The setpoint of the source flow that corresponds, where appropriate, to the corrective feeders, may also freely distributed among them.

La presente invención supera los problemas de técnicas previas, basadas en el conocimiento preciso de las composiciones de las materias primas, y obtiene un control preciso y estable de los módulos de calidad en la mezcla., sin necesidad de un conocimiento preciso de la composición de dichas materias primas, ni de su variación con el tiempo, y en presencia de ruidos de proceso, de ruidos de medida y de tiempos muertos, sin requerir ningún tipo de ajuste manual. Además, el sistema y método de la presente invención es capaz de aplicarse a procesos de mezcla con un número ilimitado de alimentadores, detectar las posibles deficiencias en las composiciones de las fuentes de los compuestos del proceso de mezcla y utilizar alimentadores correctivos, si están disponibles, únicamente en la medida que son necesarios para compensar dichas deficiencias, optimizando de esta forma la utilización de las materias
primas.The present invention overcomes the problems of previous techniques, based on the precise knowledge of the compositions of the raw materials, and obtains a precise and stable control of the quality modules in the mixture, without the need for a precise knowledge of the composition of said raw materials, nor of their variation over time, and in the presence of process noises, measurement noises and dead times, without requiring any manual adjustment. In addition, the system and method of the present invention is capable of being applied to mixing processes with an unlimited number of feeders, detecting possible deficiencies in the compositions of the mixing process compound sources and using corrective feeders, if available. , only to the extent that they are necessary to compensate for such deficiencies, thus optimizing the use of the materials
cousins.

Brief description of the figures

Los detalles del método de la presente invención están explicados en la Descripción en Detalle de la Invención, la cual hace referencia a las siguientes figuras:The details of the method of the present invention are explained in the Detailed Description of the Invention, the which refers to the following figures:

La Figura 1 es un diagrama ilustrativo de la interacción del proceso de mezcla y el sistema y método de la presente invención;Figure 1 is an illustrative diagram of the interaction of the mixing process and the system and method of the present invention;

La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra las operaciones que el sistema o método de la presente invención ejecuta;Figure 2 is a block diagram that shows the operations that the system or method of this invention executes;

La Figura 3 es un ejemplo de proceso de mezcla dentro de la industria del cemento;Figure 3 is an example of mixing process within the cement industry;

La Figura 4 muestra el detalle de cómo el sistema o método de la presente invención calcula, en cada instante de control k, las consignas de caudal para las distintas fuentes de un proceso de mezcla de cemento, a partir de las medidas de los módulos de calidad de la mezcla;Figure 4 shows the detail of how the system or method of the present invention calculates, at each instant of control k, the setpoints of flow for the different sources of a cement mixing process, from the measurements of the mix quality modules;

La Figura 5 representa un proceso de mezcla simulado, indicando la actuación sobre el mismo de ruidos de proceso y de medida, así como cambios de composición en las fuentes;Figure 5 represents a mixing process simulated, indicating the performance of noise from it process and measurement, as well as compositional changes in sources;

La Figura 6 representa el proceso de mezcla simulado, que pertenece a la industria del cemento y se considera en el ejemplo experimental;Figure 6 represents the mixing process simulated, which belongs to the cement industry and is considered in the experimental example;

La Figura 7 muestra la evolución de los módulos de calidad de LSF, SM e IM y de sus consignas en el proceso de mezcla del ejemplo experimental;Figure 7 shows the evolution of the modules of quality of LSF, SM and IM and their slogans in the process of mixture of the experimental example;

La Figura 8 es un gráfico con la evolución de las consignas de caudal generadas por el sistema y método de la presente invención para cada fuente de compuesto dentro del ejemplo experimental.Figure 8 is a graph with the evolution of the flow setpoints generated by the system and method of the present invention for each source of compound within the example experimental.

La Figura 9 muestra las variaciones aleatorias y discontinuas de los porcentajes de los compuestos en sus fuentes respectivas dentro del ejemplo experimental.Figure 9 shows the random variations and discontinuous percentages of compounds in their sources respective within the experimental example.

Detailed Description of the Invention

La Figura 1 muestra un diagrama ilustrativo de la interacción del proceso de mezcla y el método de la presente invención. Debe indicarse que no se intenta que la invención se vea limitada por la siguiente descripción de su aplicación al proceso de mezcla representado en la Figura 1, y que la adaptación del sistema y del método inventados a otras representaciones de procesos de mezcla será evidente para aquéllos expertos en la materia, siguiendo la explicación proporcionada de aquí en adelante. Como se muestra en la Figura 1, el proceso de mezcla 11 comprende un número variable de alimentadores 12 u otros contenedores con medios para suministrar su contenido, que son los materiales para la mezcla, a una cinta transportadora 13. El caudal de material que cada alimentador 12 suministra a la cinta transportadora 13 es regulado por un controlador de caudal 14, de forma que dicho caudal se mantiene alrededor de su consigna. La cinta transportadora 13 lleva el material mezclado 15 hasta el analizador en línea 16, que genera periódicamente medidas de la composición de la mezcla. Dicho analizador puede ser cualquiera de los que actualmente existen en el mercado, basados en el uso de rayos gamma o de rayos X o cualquier otro tipo de tecnología capaz de obtener resultados de análisis en línea satisfactorios. El analizador se comunica con el ordenador o dispositivo de cálculo 17 donde se implementa el sistema y método de control avanzado de la mezcla de la presente invención. El método de la presente invención lleva a cabo periódicamente el procesamiento de los datos obtenidos de la medida de la composición de la mezcla para calcular las consignas de caudal que deberán aplicarse a cada uno de los controladores de caudal 14. El ordenador 17 periódicamente se comunica de forma bidireccional con los controladores de caudal 14, para enviarles dichas consignas de caudal y recibir las medidas de los caudales que realmente suministran los alimentadores 12 a la cinta transportadora 13. Dichas medidas de caudal son asimismo utilizadas por el método de la presente invención para calcular dichas consignas.Figure 1 shows an illustrative diagram of the interaction of the mixing process and the method of the present invention. It should be noted that the invention is not intended to be seen limited by the following description of its application to the process of mixture depicted in Figure 1, and that the system adaptation and of the method invented to other representations of processes of mixture will be evident to those skilled in the art, following the explanation provided hereafter. How I know shown in Figure 1, the mixing process 11 comprises a number feeder variable 12 or other containers with means for supply its contents, which are the materials for mixing, to a conveyor belt 13. The flow of material that each feeder 12 supplies the conveyor belt 13 is regulated by a flow controller 14, so that said flow is keeps around your watchword. The conveyor belt 13 carries the mixed material 15 to the online analyzer 16, which generates periodically measures the composition of the mixture. Saying analyzer can be any of those that currently exist in the market, based on the use of gamma rays or X-rays or any other type of technology capable of obtaining analysis results in satisfactory line. The analyzer communicates with the computer or calculation device 17 where the system and method is implemented advanced control of the mixture of the present invention. He method of the present invention periodically performs the processing of the data obtained from the measurement of the composition of the mixture to calculate the flow rate setpoints that must be apply to each of the flow controllers 14. The computer 17 periodically communicates bi-directionally with the flow controllers 14, to send them said setpoints of flow and receive the measurements of the flows that really they supply the feeders 12 to the conveyor belt 13. Said flow measurements are also used by the method of the present invention to calculate said setpoints.

Como ya se ha indicado en la Breve Descripción de la Invención, el método de esta invención considera cada uno de los alimentadores del proceso de mezcla como suministradores de un compuesto que interviene en el cálculo de los módulos de calidad. Asimismo, el conjunto de alimentadores suministradores de un compuesto definen la fuente de dicho compuesto.As already indicated in the Brief Description of the Invention, the method of this invention considers each of the mixing process feeders as suppliers of a compound involved in the calculation of quality modules. Also, the set of feeders supplying a compound define the source of said compound.

En la presente descripción consideraremos que el número de fuentes de compuestos es igual a n, cada una de estas fuentes contribuirá a la mezcla producida con un caudal, que será determinado en cada instante de control k, donde k es un entero que mide el tiempo en períodos de control.In this description we will consider that the number of sources of compounds is equal to n, each of these sources will contribute to the mixture produced with a flow rate, which will be determined at each instant of control k, where k is an integer that Measure time in control periods.

El objetivo de un método de control óptimo para un proceso de mezcla es calcular los caudales de las diferentes fuentes de compuestos en cada instante de control k de manera que los módulos de calidad de la composición de la mezcla se aproximen a sus consignas en un tiempo mínimo y se mantengan en ellas a lo largo del proceso.The objective of an optimal control method for a mixing process is to calculate the flow rates of the different sources of compounds at each instant of control k so that the modules of quality of the composition of the mixture approach to your slogans in a minimum time and stay in them at throughout the process

El método de esta invención define un lazo de control avanzado para cada módulo de calidad. En cada lazo de control avanzado la variable de proceso a controlar es el correspondiente módulo de calidad y la señal de control avanzado es el correspondiente % de la fuente del compuesto en la del modulo. Con el fin de facilitar el buen funcionamiento de los lazos de control avanzado puede ser conveniente determinar un tiempo de retardo adecuado entre las señales de control avanzado y sus correspondientes módulos de calidad. Ello demanda que las fuentes de compuestos incluidas en la correspondiente fuente del módulo tengan el mismo tiempo de retardo en periodos de control con respecto a las medidas del correspondiente módulo de calidad. Conociendo el valor máximo de dicho tiempo de retardo en periodos de control MR entre los alimentadores con caudal variable de dichas fuentes de compuestos, que consideraremos igual a un cierto valor entero MR, puede añadirse de forma conveniente tiempos de retardo a dichos alimentadores para que todos ellos tengan el mismo máximo tiempo de retardo MR. Para añadir en la práctica estos tiempos de retardo, bastará con retener la aplicación de la consigna de caudal calculado para cada alimentador durante su correspondiente tiempo de retardo añadido. El tiempo de retardo de un alimentador es igual al tiempo de transporte del material que el alimentador suministra, desde el alimentador hasta el analizador 16, más el tiempo de medida del analizador.The method of this invention defines a loop of Advanced control for each quality module. In each loop of advanced control the process variable to control is the Corresponding quality module and advanced control signal is the corresponding% of the source of the compound in that of the module. In order to facilitate the proper functioning of the bonds of advanced control it may be convenient to determine a time of adequate delay between the advanced control signals and their corresponding quality modules. This demands that the sources of compounds included in the corresponding module source have the same delay time in control periods with respect to the measures of the corresponding quality module. Knowing the maximum value of said delay time in control periods MR between the feeders with variable flow of said sources of compounds, which we will consider equal to a certain integer value MR, delay times can be conveniently added to said feeders so that they all have the same maximum time of MR delay. To add these delay times in practice, just hold the application of the flow rate setpoint calculated for each feeder during its corresponding time of added delay. The delay time of a feeder is equal to transport time of the material that the feeder supplies, from the feeder to the analyzer 16, plus the time of Analyzer measurement.

La Figura 2 ilustra las operaciones que el método de la presente invención ejecuta por medio del ordenador 17 en cada instante de control k. Estas operaciones se describen a continuación:Figure 2 illustrates the operations that the method of the present invention executed by means of computer 17 at each instant of control k. These operations are described at continuation:

(a) En el paso 18 mostrado en la Figura 2, adquisición de la composición de la mezcla medida por el analizador en línea 16. Esta medida puede ser filtrada para obtener una mejor estimación de la composición de la mezcla.(a) In step 18 shown in Figure 2, acquisition of the mixture composition measured by the analyzer in line 16. This measure can be filtered to obtain a better estimation of the composition of the mixture.

(b) En el paso 19, calculo de los módulos de calidad MCi (i = 1, NM) de acuerdo con las formulas que los definen, que para cada caso concreto pueden ser distintas. Los módulos de calidad así obtenidos pueden asimismo ser filtrados si se desea.(b) In step 19, calculation of the modules of MCi quality (i = 1, NM) according to the formulas that define, which for each specific case may be different. The Quality modules thus obtained can also be filtered if want.

(c) En el paso 20, ejecución de los lazos de control avanzado MCLAZOi (i = 1, NM) correspondientes a cada módulo de calidad, utilizando una herramienta software de control HSC. La aplicación de una herramienta software de control en este contexto puede llevarse a cabo de diferentes maneras que son bien conocidas para aquellos que son expertos en las tecnologías de los computadores. A título de ejemplo se crearán inicialmente los citados NM lazos utilizando la herramienta software de control. Posteriormente, en cada instante de control k, la herramienta software de control será invocada para ejecutar cada uno de los lazos después de recibir los datos apropiados. Esta ejecución puede describirse mediante el conjunto de ecuaciones:(c) In step 20, execution of the bonds of MCLAZOi advanced control (i = 1, NM) corresponding to each module of quality, using an HSC control software tool. The application of a control software tool in this context it can be carried out in different ways that are well known for those who are experts in the technologies of Computers As an example, the cited NM ties using the control software tool. Subsequently, at each instant of control k, the tool control software will be invoked to execute each of the ties after receiving the appropriate data. This execution can Describe by the set of equations:

(6)PFCMCi(k) = HSC(MCLAZOi,

\hskip0.3cm

"MCi(k)",

\hskip0.3cm

"MCSPi(k)",

\hskip0.3cm

"PFCMCRi(k-1)")

\hskip0.5cm

(i= 1,NM)(6) PFCMCi (k) = HSC (MCLAZOi,

 \ hskip0.3cm

"MCi (k)",

 \ hskip0.3cm

"MCSPi (k)",

 \ hskip0.3cm

"PFCMCRi (k-1)")

 \ hskip0.5cm

(i = 1, NM)

En cada una de las anteriores ecuaciones del conjunto (6) la herramienta software de control HSC recibe cuatro argumentos dentro del paréntesis en el segundo miembro de la ecuación y devuelve para cada lazo MCLAZOi la señal de control avanzado en el instante de control k, que aparece en el primer miembro de las ecuaciones (6). Dicha señal de control avanzado PFCMCi(k) es como ya se ha indicado el correspondiente % de la fuente de caudal del compuesto en la del módulo. El primero de los argumentos que recibe la herramienta software de control es el nombre del lazo que debe ser ejecutado MCLAZOi, el segundo y el tercero son la medida del correspondiente módulo de calidad MCi(k) y su consigna MCSPi(k) en el instante de control k. El cuarto es el valor de la señal de control avanzado realmente aplicada al proceso de mezcla en el instante anterior k-1, PFCMCRi(k-1). Para calcular este cuarto argumento, el sistema y método de la presente invención puede utilizar la medida de los caudales reales de las fuentes de los compuestos que el ordenador 17 adquiere en su comunicación con los controladores de caudal 14. Diferentes tipos de herramientas software de control pueden ser utilizadas en la presente invención, incluyendo controladores basados en las técnicas tradicionales de control proporcional, integral y derivativo (PD), controladores inteligentes, de lógica difusa o expertos, controladores basados en redes neuronales, controladores adaptativos con modelo de referencia, controladores auto-ajustables y sistemas de control adaptativo predictivo. Estos últimos son bien conocidos en el área de sistemas de control. Ver, por ejemplo, el libro de J.M. Martín Sánchez y J. Rodellar, Adaptive Predictive Control: From the Concepts to Plant Optimization, publicado por Prentice-Hall International Series in Systems and Control Engineering,1996. Un ejemplo de este tipo de sistema esta descrito en la patente USA No. 4,197,576. Asimismo, la compañía Adaptive Predictive Expert Systems ADEX, S.L., dispone de un producto comercial que consiste en una herramienta software de control tal como la previamente descrita, que permite la aplicación de controladores adaptativos predictivos expertos, descritos en la solicitud de patente internacional PCT/IB00/01368, publicada el 4 de enero de 2001 por la World Intellectual Property Organization (WIPO). Una vez calculadas en (6) las señales de control avanzado, se aplicarán a las mismas sus limites absolutos naturales por ser señales porcentuales, es decir 0% como límite inferior y 100% como límite superior, y asimismo el límite incremental que se considere más conveniente.In each of the previous equations of the set (6) the HSC control software tool receives four arguments within the parentheses in the second member of the equation and returns for each loop MCLAZOi the advanced control signal at the control instant k, which appears in the first member of equations (6). Said advanced control signal PFCMCi (k) is as already indicated the corresponding% of the flow rate of the compound in that of the module. The first of the arguments received by the control software tool is the name of the loop that must be executed MCLAZOi, the second and third are the measure of the corresponding quality module MCi (k) and its MCSPi (k) setpoint at the moment of control k. The fourth is the value of the advanced control signal actually applied to the mixing process in the previous instant k-1, PFCMCRi (k-1). To calculate this fourth argument, the system and method of the present invention can use the measurement of the actual flow rates of the sources of the compounds that the computer 17 acquires in its communication with the flow controllers 14. Different types of control software tools they can be used in the present invention, including controllers based on traditional proportional, integral and derivative control (PD) techniques, intelligent, fuzzy logic or expert controllers, neural network based controllers, adaptive controllers with reference model, auto controllers -Adjustable and adaptive predictive control systems. The latter are well known in the area of control systems. See, for example, JM Martín Sánchez and J. Rodellar's book, Adaptive Predictive Control: From the Concepts to Plant Optimization , published by Prentice-Hall International Series in Systems and Control Engineering, 1996. An example of this type of system is described in US Patent No. 4,197,576. Likewise, the Adaptive Predictive Expert Systems ADEX, SL company has a commercial product consisting of a control software tool such as the one previously described, which allows the application of expert predictive adaptive controllers, described in the international patent application PCT / IB00 / 01368, published on January 4, 2001 by the World Intellectual Property Organization (WIPO). Once the advanced control signals have been calculated in (6), their natural absolute limits will be applied to them because they are percentage signals, that is, 0% as the lower limit and 100% as the upper limit, and also the incremental limit that is considered more convenient.

(d) En el paso 21, se verificará la existencia de condiciones para emitir diagnósticos de deficiencia en la composición de una o varias fuentes de compuestos. De acuerdo con el ejemplo de correspondencia entre módulos de calidad y compuestos considerado previamente en la Breve Descripción de la Invención, dichas condiciones pueden ser las siguientes:(d) In step 21, the existence will be verified of conditions to issue deficiency diagnoses in the composition of one or several sources of compounds. In accordance with the example of correspondence between quality modules and compounds previously considered in the Brief Description of the Invention, These conditions may be the following:

1-one-: Una señal de control avanzado alcanza y permanece en su límite superior de 100% y, a pesar de ello, el correspondiente módulo de calidad bajo control permanece bajo su consigna y no tiende hacia ella.A advanced control signal reaches and remains at its upper limit 100% and, despite this, the corresponding quality module under control it remains under its slogan and does not tend towards she.

2-2-: Una señal de control avanzado alcanza y permanece en su límite inferior de 0% y, a pesar de ello, el correspondiente módulo de calidad bajo control permanece por encima de su consigna y no tiende hacia ella.A Advanced control signal reaches and remains at its lower limit 0% and, in spite of this, the corresponding low quality module control remains above its setpoint and does not tend towards she.

En el primer caso, es obvio que dicho módulo de calidad no es suficientemente alto en la correspondiente fuente del compuesto, ya que el caudal de la fuente del módulo procede enteramente (100%) de la fuente del compuesto y, sin embargo, el módulo de calidad en la mezcla no llega a alcanzar su valor de consigna. Debe recordarse que dicha fuente del compuesto debe tener un valor alto del correspondiente módulo de calidad, es decir, significativamente por encima de su consigna. Así pues en este caso el diagnóstico será "Módulo de Calidad bajo en la Fuente del Compuesto".In the first case, it is obvious that said module quality is not high enough in the corresponding source of compound, since the module source flow proceeds entirely (100%) of the source of the compound and yet the Quality module in the mix does not reach its value of slogan It should be remembered that said source of the compound must have a high value of the corresponding quality module, that is, significantly above its slogan. So in this case the diagnosis will be "Low Quality Module at the Source of Compound".

En el segundo caso, es obvio que dicho módulo de calidad no es suficientemente bajo en la correspondiente fuente del módulo, excluyendo la fuente del correspondiente compuesto, ya que la contribución de la fuente de dicho compuesto al caudal de la fuente de dicho módulo es nula (0%) y, sin embargo, el módulo de calidad en la mezcla permanece superior a su valor de consigna. Debe recordarse que dicha fuente del módulo excluyendo la fuente del compuesto debe tener un valor bajo del correspondiente módulo de calidad, es decir, significativamente por debajo de su consigna. Así pues en este caso el diagnóstico será "Módulo de Calidad alto en la Fuente del Módulo excluyendo la fuente del compuesto".In the second case, it is obvious that said module quality is not low enough in the corresponding source of module, excluding the source of the corresponding compound, since the contribution of the source of said compound to the flow rate of the source of said module is null (0%) and, nevertheless, the module of Quality in the mixture remains higher than its setpoint. Should remember that said module source excluding the source of the compound must have a low value of the corresponding module quality, that is, significantly below its slogan. So in this case the diagnosis will be "High Quality Module in the Source of the Module excluding the source of the compound ".

Las condiciones previamente descritas determinarán pues la emisión de un diagnóstico de deficiencia en la composición de al menos una de las fuentes de compuestos. En caso de que dicha fuente disponga de uno o varios alimentadores correctivos, estos serán utilizados en la medida de lo necesario para que la consigna en el correspondiente módulo de calidad sea alcanzada en la mezcla. La utilización de los alimentadores conectivos se describe más adelante en la operación (f). En tanto que un alimentador correctivo sea utilizado el correspondiente diagnóstico de deficiencia se mantendrá emitido.The conditions previously described will therefore determine the issuance of a diagnosis of deficiency in the composition of at least one of the sources of compounds. In case that this source has one or more feeders corrective, these will be used as necessary so that the setpoint in the corresponding quality module is reached in the mix. The use of feeders Connective is described later in operation (f). While that a corrective feeder be used the corresponding Deficiency diagnosis will remain issued.

(e) En el paso 22, se realizará el cálculo de las consignas de caudal de las fuentes de los compuestos. El cálculo de las señales de control avanzado según (6) impondrá NM condiciones al cálculo de las consignas de caudal para las n fuentes de compuestos. Adicionalmente, dichas consignas de caudal SPFi(k) (i = 1,n) deberán verificar que la suma de todas ellas es igual a la consigna del caudal de mezcla producido, tal y como se expresa en la siguiente ecuación:(e) In step 22, the calculation of the flow rates of the sources of the compounds. He Advanced control signal calculation according to (6) will impose NM conditions for calculating the flow rate setpoints for the n sources of compounds. Additionally, said flow rate setpoints SPFi (k) (i = 1, n) must verify that the sum of all they are equal to the setpoint of the mixture flow produced, such and As expressed in the following equation:

(7)\sum\limits^{n}_{i = 1} SPFi(k) = SPM(k + MR)(7) \ sum \ limits ^ {n} _ {i = 1} SPFi (k) = SPM (k + MR)

donde SPM(k + MR) es la consigna de caudal para la mezcla producida en el instante k + MR, donde MR tiene en cuenta los tiempos de retardo del proceso como ya se ha considerado previamente. A partir de las NM condiciones impuestas por las señales avanzadas de control y de la condición de la ecuación (7), las consignas de caudal para cada una de las n fuentes de compuestos serán calculadas y se les aplicarán los limites absolutos e incrementales que se consideren convenientes. Si NM + 1 es igual a n, el cálculo de las consignas de caudal para las fuentes de los compuestos tendrá una solución única. Si n es menor que NM + 1, que puede ocurrir en situaciones en las que se producen fallos en los alimentadores, no será posible conducir todos los módulos de calidad hacia sus consignas. En este caso deberá establecerse una prioridad para determinar que módulos de calidad permanecerán bajo control. Si NM + 1 es menor que n, los objetivos de control podrán lograrse utilizando un subconjunto de las fuentes de los compuestos. En este caso se deberá elegir que fuentes de compuestos utilizamos para obtener los objetivos de calidad en la mezcla.where SPM (k + MR) is the flow setpoint for the mixture produced at the instant k + MR, where MR takes into account the process delay times as already It has been previously considered. From the NM conditions imposed by advanced control signals and the condition of Equation (7), the flow rate setpoints for each of the n Compound sources will be calculated and the absolute and incremental limits that are considered convenient. Yes NM + 1 is equal to n, the calculation of the flow rate setpoints for the Sources of the compounds will have a unique solution. If n is less that NM + 1, which can occur in situations where they occur faults in the feeders, it will not be possible to drive all Quality modules towards your slogans. In this case you must set a priority to determine which quality modules They will remain under control. If NM + 1 is less than n, the objectives of control can be achieved using a subset of the sources of the compounds. In this case you should choose which sources of compounds we use to obtain quality objectives in the mixture.

El cálculo de las consignas del caudal de las fuentes de los compuestos, a partir de las condiciones (6) y (7), es sencillo y se describe en detalle más adelante en esta memoria utilizando un ejemplo ilustrativo de proceso de mezcla en el área de la producción de cemento.The calculation of the setpoints of the flow of the sources of the compounds, from conditions (6) and (7), It is simple and is described in detail later in this report. using an illustrative example of mixing process in the area of Cement production

Cuando el caudal de una fuente no está bajo control automático preciso y puede presentar cambios aleatorios y discontinuos, esta fuente puede ser seleccionada como fuente conductora. En este caso el sistema y método de la presente invención puede calcular las consignas de los caudales de las otras fuentes a partir únicamente de las condiciones (6), realizando este cálculo considerando que la consigna para el caudal de la fuente conductora es el valor medido de dicho caudal. En este modo de funcionamiento, el calculo de las consignas de las otras fuentes no tendrán en cuenta (7), por lo que se amoldarán al caudal de la fuente conductora para mantener los módulos de calidad de la mezcla en sus consignas, aunque el caudal de dicha mezcla no estará bajo control automático preciso.When the flow of a source is not low precise automatic control and may present random changes and discontinuous, this source can be selected as source conductive In this case the system and method of this invention can calculate the setpoints of the flow rates of the other sources based only on conditions (6), performing this calculation considering that the setpoint for the source flow conductive is the measured value of said flow. In this mode of operation, the calculation of the slogans of the other sources does not will take into account (7), so they will adapt to the flow of the conductive source to maintain the mix quality modules in its instructions, although the flow rate of said mixture will not be low precise automatic control.

(f) En el paso 23 se realizará la distribución de las consignas de caudal de las distintas fuentes de compuestos entre sus respectivos alimentadores. En el caso de no detectarse ninguna condición de diagnóstico de deficiencia en las composiciones de las fuentes en la operación (d) previamente descrita, dicha distribución se realizará libremente entre los alimentadores no correctivos, con la única condición de que la suma de las consignas de caudal asignadas a los alimentadores no correctivos correspondientes a cada una de las fuentes de compuestos sea igual a la respectiva consigna de caudal de dichas fuentes de compuestos.(f) In step 23 the distribution will be made of the flow rates of the different sources of compounds between their respective feeders. In the case of not being detected no diagnostic condition of deficiency in the compositions of the sources in the operation (d) previously described, said distribution will be done freely between the feeders not corrective, with the only condition that the sum of the slogans Flow rates assigned to non-corrective feeders corresponding to each of the sources of compounds equals the respective flow setpoint of said sources of compounds.

Cuando una de las condiciones de diagnóstico, previamente consideradas en la operación (d), se verifica sobre la composición de una de las fuentes de compuestos, si dicha fuente dispone de uno o varios alimentadores correctivos empezará a utilizarlo/s en la medida de lo necesario para conseguir que el correspondiente módulo de calidad alcance su consigna.When one of the diagnostic conditions, previously considered in operation (d), it is verified on the composition of one of the sources of compounds, if said source you have one or more corrective feeders will start to use it / s as necessary to get the corresponding quality module reaches its slogan.

Una de las formas de utilizar el alimentador o alimentadores correctivos puede consistir en dividir la consigna de caudal calculado SPFi(k) para la fuente del compuesto en cuestión en dos partes. La primera parte SPNCFi(k) a aplicar a los alimentadores de la fuente de compuesto no correctivos y la segunda parte SPCFi(k) a aplicar al alimentador o alimentadores correctivos. Dicha segunda parte puede corresponder a un porcentaje de la consigna del caudal calculado para la fuente del compuesto que, partiendo inicialmente de cero, puede hacerse crecer, de forma lineal con los periodos de control o de cualquier otra forma que se estime conveniente, en la medida de lo necesario para permitir que el módulo de calidad en cuestión alcance su valor de consigna. Una vez el módulo de calidad en cuestión alcanza la consigna o se mantiene en un entorno suficientemente cercano a la misma, si al mismo tiempo la correspondiente señal de control avanzado se aleja suficientemente del límite absoluto correspondiente al diagnóstico, el porcentaje de la consigna de caudal de la fuente del compuesto aplicado al alimentador o alimentadores correctivos puede hacerse decrecer con un criterio adecuado hasta volver, en su caso, al valor inicial de cero, finalizando así la utilización del alimentador o alimentadores correctivos.One of the ways to use the feeder or Corrective feeders may consist of dividing the slogan of calculated flow rate SPFi (k) for the source of the compound in issue in two parts. The first part SPNCFi (k) to apply to the non-corrective compound source feeders and the SPCFi second part (k) to be applied to the feeder or corrective feeders. Said second part may correspond to a percentage of the flow setpoint calculated for the source of the compound that, starting from scratch, can be done grow, linearly with control periods or any another way that is considered convenient, as necessary to allow the quality module in question to reach its value of setpoint. Once the quality module in question reaches the setpoint or kept in an environment sufficiently close to the same, if at the same time the corresponding control signal advanced sufficiently away from the absolute limit corresponding to the diagnosis, the percentage of the setpoint of flow of the source of the compound applied to the feeder or corrective feeders can be decreased with one criterion adequate to return, where appropriate, to the initial value of zero, ending the use of the feeder or feeders corrective

En el caso en el que se esté utilizando un alimentador correctivo, las consignas de caudal SPNCFi(k) (i = 1,n) de las distintas fuentes de compuestos, correspondientes a los alimentadores no correctivos, podrán distribuirse entre estos libremente y, en general, puede ser determinada por el operador humano, con la única condición expresada en el siguiente conjunto de ecuaciones:In the case where a Corrective feeder, the SPNCFi (k) flow rate setpoints (i = 1, n) of the different sources of compounds, corresponding to Non-corrective feeders may be distributed among these freely and, in general, can be determined by the operator human, with the only condition expressed in the following set of equations:

(8)\sum\limits^{NAi}_{j = 1} SPAij(k) = SPNCFi(k)

\hskip0.5cm

(i = 1,n)(8) \ sum \ limits ^ NAi} {j = 1} SPAij (k) = SPNCFi (k)

 \ hskip0.5cm

(i = 1, n)

donde NAi es el número de alimentadores no correctivos de la fuente de compuesto i (i = 1,n) y SPAij(k) es la consigna de caudal para el alimentador j (j = 1, NAi) de la fuente de compuesto i. Es decir, la suma de las consignas de los caudales de los alimentadores no correctivos de una fuente de compuesto deberá ser igual a la consigna de caudal de dicha fuente del compuesto a aplicar a los alimentadores no correctivos.where NAi is the number of non-corrective feeders of compound source i (i = 1, n) and SPAij (k) is the flow rate setpoint for feeder j (j = 1, NAi) of the source of compound i. That is, the sum of the slogans of the flows of the non-corrective feeders of a source of compound must be equal to the flow rate setpoint of said source of the compound to be applied to the feeders not corrective

En caso de existir más de un alimentador correctivo para una determinada fuente de compuesto, la consigna de caudal SPCFi(k) de dicha fuente a aplicar a los alimentadores correctivos puede distribuirse entre ellos de forma análoga a la descrita previamente para el caso de los alimentadores no correctivos.If there is more than one feeder corrective for a given source of compound, the slogan of SPCFi flow rate (k) of said source to be applied to corrective feeders can be distributed among them in a way analogous to that described previously in the case of feeders non-corrective

(g) En el paso 24, se enviarán las consignas de caudal a los correspondientes controladores 14 de caudal de los alimentadores. Utilizando las consignas de caudal para los alimentadores no correctivos SPAij(k) (i = 1,n; j = 1, NAi), determinadas en la operación anterior, las consignas de caudal SPCAij(k) (i = 1,n; j = 1, NAi) a enviar en el instante k a los correspondientes controladores 14 de caudal de los alimentadores no correctivos se calculan mediante las ecuaciones:(g) In step 24, the instructions of flow to the corresponding flow controllers 14 of the feeders Using the flow rate setpoints for SPAij (k) non-corrective feeders (i = 1, n; j = 1, NAi), determined in the previous operation, the flow rate setpoints SPCAij (k) (i = 1, n; j = 1, NAi) to be sent instantly k a the corresponding flow controllers 14 of the Non-corrective feeders are calculated using the equations:

(9)SPCAij(k) = SPAij(k - RAij)

\hskip0.5cm

(i = 1,n; j = 1, NAi)(9) SPCAij (k) = SPAij (k - RAij)

 \ hskip0.5cm

(i = 1, n; j = 1, NAi)

Donde RAij representa el retardo añadido al alimentador j (j = 1, NAi) de la fuente de compuesto i (i = 1,n). Las consignas de caudal a enviar a los controladores 14 de caudal de los alimentadores correctivos puede calcularse de forma análoga a la previamente descrita para los alimentadores no correctivos.Where RAij represents the delay added to feeder j (j = 1, NAi) of the source of compound i (i = 1, n). The flow instructions to be sent to the flow controllers 14 of the corrective feeders can be calculated analogously to the one previously described for non-corrective feeders.

Un área de aplicación del método general previamente descrito para sistemas de control de procesos de mezcla es la de la producción de cemento. A continuación consideraremos un ejemplo de proceso de mezcla dentro de la industria del cemento, que nos permitirá ilustrar las características más relevantes del método y sistema general previamente descrito. El ejemplo de proceso de mezcla elegido está representado en la Figura 3 y se describe a continuación.An area of application of the general method previously described for mixing process control systems It is that of cement production. Next we will consider a example of mixing process within the cement industry, which will allow us to illustrate the most relevant characteristics of the general method and system previously described. The example of The chosen mixing process is represented in Figure 3 and is described below.

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Los compuestos de interés en el proceso considerado que determinan la calidad de la mezcla son los óxidos de calcio (Ca), silicio (Si), aluminio (Al) y hierro (Fe). Las concentraciones de estos óxidos en la mezcla se miden con una frecuencia de un minuto, que define asimismo el período de control. De esta forma los caudales de cada una de las fuentes de los compuestos y de sus alimentadores pueden ajustarse con la frecuencia de un minuto.The compounds of interest in the process considered to determine the quality of the mixture are the oxides of calcium (Ca), silicon (Si), aluminum (Al) and iron (Fe). The concentrations of these oxides in the mixture are measured with a one minute frequency, which also defines the control period. In this way the flow rates of each of the sources of the compounds and their feeders can be adjusted with the one minute frequency

Como ya se ha mencionado en el estado del arte anterior, los módulos de calidad más utilizados son generalmente el Factor de Saturación de Cal (LSF), el Módulo de Silicio (SM) y el Módulo de hierro (IM), que se definen por medio de ecuaciones tales como (1) a (3). Alternativamente, los módulos C_{3}S y C_{3}A, descritos por ecuaciones tales como (4) y (5), pueden reemplazar a LSF e IM, respectivamente.As already mentioned in the state of the art Previously, the most used quality modules are generally the Lime Saturation Factor (LSF), Silicon Module (SM) and the Iron module (IM), which are defined by means of such equations as (1) to (3). Alternatively, modules C 3 S and C 3 A, described by equations such as (4) and (5), can replace LSF and IM, respectively.

Como se muestra en la Figura 3, el proceso de mezcla del ejemplo dispone de 8 alimentadores, que se describen a continuación:As shown in Figure 3, the process of example mix has 8 feeders, which are described to continuation:

Los alimentadores 25, 26 y 27 suministran distintos tipos de caliza con un alto contenido en CaO. Todos ellos pues son suministradores del compuesto óxido de Ca, necesario para alcanzar en la mezcla la consigna de LSF o C_{3}S. En consecuencia, estos tres alimentadores forman la fuente de CaO. Los alimentadores 25 y 26 son alimentadores no correctivos y el 27 es correctivo por ser de mayor contenido de CaO y tener un coste más elevado.Feeders 25, 26 and 27 supply different types of limestone with a high CaO content. All of them as they are suppliers of the Ca oxide compound, necessary for reach the setpoint of LSF or C 3 S in the mix. In Consequently, these three feeders form the source of CaO. The feeders 25 and 26 are non-corrective feeders and 27 is corrective for being of higher CaO content and having a more cost high.

Los alimentadores 28 y 29 suministran distintos tipos de arena con un alto contenido en SiO_{2}. Los dos son pues suministradores del compuesto óxido de Si, necesario para alcanzar en la mezcla las consignas de LSF o C_{3}S y SM. En consecuencia, estos dos alimentadores forman la fuente de SiO_{2}. Ambos son alimentadores no correctivos.Feeders 28 and 29 supply different types of sand with a high SiO_ {2} content. The two are then Si oxide compound suppliers, necessary to achieve in the mixture the setpoints of LSF or C 3 S and SM. In consecuense, These two feeders form the source of SiO2. Both are non-corrective feeders.

Los alimentadores 30 y 31 suministran distintos tipos de marga con un cierto contenido en Al_{2}O_{3}. Los dos son pues suministradores de Al_{2}O_{3}, necesario preferentemente para alcanzar en la mezcla las consignas de SM e IM o C_{3}A. En consecuencia, estos dos alimentadores forman la fuente de Al_{2}O_{3}. El alimentador 30 es no correctivo. El alimentador 31 es correctivo por tener un mayor contenido de Al_{2}O_{3} y tener un coste más elevado.Feeders 30 and 31 supply different Loam types with a certain content in Al_ {2} O_ {3}. Both they are therefore suppliers of Al_ {2} O_ {3}, necessary preferably to achieve the setpoints of SM and IM in the mixture or C 3 A. Consequently, these two feeders form the source of Al 2 O 3. Feeder 30 is non-corrective. He feeder 31 is corrective by having a higher content of Al_ {2} O_ {3} and have a higher cost.

Finalmente, el alimentador 32 suministra pirita con un alto contenido en Fe_{2}O_{3}. Este alimentador es pues el suministrador de Fe_{2}O_{3}, necesario preferentemente para alcanzar en la mezcla la consigna de IM o C_{3}A. Este alimentador no correctivo constituye pues la fuente de Fe_{2}O_{3}.Finally, feeder 32 supplies pyrite with a high content of Fe_ {2} O_ {3}. This feeder is therefore the Fe 2 O 3 supplier, preferably necessary for reach the setpoint of IM or C 3 A. This feeder Non-corrective is therefore the source of Fe_ {2} O_ {3}.

La Figura 3 indica la pertenencia de los alimentadores a las distintas fuentes de compuestos y, asimismo, indica las fuentes de compuestos que forman las distintas fuentes de los módulos de calidad, que se describen a continuación:Figure 3 indicates the membership of the feeders to the various sources of compounds and also indicates the sources of compounds that make up the different sources of the quality modules, which are described below:

La fuente del módulo de LSF está compuesta por las fuentes de CaO, SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y Fe_{2}O_{3}.The source of the LSF module is composed of the sources of CaO, SiO_ {2}, Al_ {2} and {3} and Fe_ {O} {3}.

La fuente del módulo SM está compuesta por las fuentes de SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y Fe_{2}O_{3}.The source of the SM module is composed of sources of SiO 2, Al 2 O 3 and Fe 2 O 3.

La fuente del módulo de IM está compuesta por las fuentes de Al_{2}O_{3} y Fe_{2}O_{3}.The source of the IM module is composed of the sources of Al 2 O 3 and Fe 2 O 3.

La aplicación de las operaciones (a) a (g), previamente descritas con la ayuda de la Figura 2, a este ejemplo ilustrativo, asumiendo que los módulos de calidad elegidos son LSF, SM e IM., se describe para cada instante de control k en las siguientes operaciones (a_{1}) a (g_{1}):The application of operations (a) to (g), previously described with the help of Figure 2, to this example illustrative, assuming that the quality modules chosen are LSF, SM and IM., Described for each instant of control k in the following operations (a_ {1}) to (g_ {1}):

(a_{1}) Adquisición de las medidas de las concentraciones de CaO, SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y Fe_{2}O_{3} en la mezcla realizadas por el analizador en línea y filtrado de las mismas para obtener una mejor estimación de la composición de la mezcla.(a_ {1}) Acquisition of the measures of concentrations of CaO, SiO2, Al2O3 and Fe_ {2} O_ {3} in the mix made by the online analyzer and filtering them to obtain a better estimate of the mix composition.

(b_{1}) Cálculo del valor de los módulos de calidad en el instante k, LSF(k), SM(k) e IM(k), por medio de:(b_ {1}) Calculation of the value of the modules of instant quality k, LSF (k), SM (k) e IM (k), by means of:

LSF(k) = 100 CaO(k) / (2.8 SiO_{2}(k) + 1.65 Al_{2}O_{3}(k) + 0.35 Fe_{2}O_{3}(k))LSF (k) = 100 CaO (k) / (2.8 SiO 2 (k) + 1.65 Al_ {2} O_ {3} (k) + 0.35 Fe 2 O 3 (k)): (10)(10)

SM(k) = SiO_{2}(k) / (Al_{2}O_{3}(k) + Fe_{2}O_{3}(k))SM (k) = SiO 2 (k) / (Al 2 O 3 (k) + Fe 2 O 3 (k)): (11)(eleven)

IM(k) = Al_{2}O_{3}(k) / Fe_{2}O_{3}(k)IM (k) = Al 2 O 3 (k) / Fe 2 O 3 (k): (12)(12)

Donde CaO(k), SiO_{2}(k), Al_{2}O_{3} (k) y Fe_{2}O_{3}(k), son las medidas ya filtradas de los óxidos respectivos. Si se desea, los valores de los módulos así obtenidos pueden asimismo filtrarse.Where CaO (k), SiO_ {2} (k), Al 2 O 3 (k) and Fe 2 O 3 (k), are the measurements already filtered from the respective oxides. If desired, the values of The modules thus obtained can also be filtered.

(c_{1}) Ejecución de los lazos de control avanzado LSFLAZO, SMLAZO e IMLAZO, correspondientes a los tres módulos de calidad, tal y como se ha descrito en la operación (e), por medio de las ecuaciones:(c_ {1}) Execution of control loops Advanced LSFLAZO, SMLAZO and IMLAZO, corresponding to the three quality modules, as described in operation (e), through the equations:

(13)PFCLSF(k) = HSC(LSFLAZO,

\hskip0.3cm

"LSF(k)",

\hskip0.3cm

"LSFSP(k)",

\hskip0.3cm

"PFCLSFR(k-1)")(13) PFCLSF (k) = HSC (LSFLAZO,

 \ hskip0.3cm

"LSF (k)",

 \ hskip0.3cm

"LSFSP (k)",

 \ hskip0.3cm

"PFCLSFR (k-1)")

(14)PFCSM(k) = HSC(SMLAZO,

\hskip0.3cm

"SM (k)",

\hskip0.3cm

"SMSP(k)",

\hskip0.3cm

"PFCSMR(k-1)")(14) PFCSM (k) = HSC (SMLAZO,

 \ hskip0.3cm

"SM (k)",

 \ hskip0.3cm

"SMSP (k)",

 \ hskip0.3cm

"PFCSMR (k-1)")

(15)PFCIM(k) = HSC(IMLAZO,

\hskip0.3cm

"LSF(k)",

\hskip0.3cm

"IMSP(k)",

\hskip0.3cm

"PFCIMR(k-1)")(15) PFCIM (k) = HSC (IMLAZO,

 \ hskip0.3cm

"LSF (k)",

 \ hskip0.3cm

"IMSP (k)",

 \ hskip0.3cm

"PFCIMR (k-1)")

Donde PFCLSF(k), PFCSM(k) y PFCIM(k) son los % de caudal de las fuentes de CaO, SiO_{2}(k) y Al_{2}O_{3}(k) contenidos en las de los módulos LSF, SM e IM, respectivamente, es decir, las señales de control avanzado producidas en el instante k por los lazos de control avanzado para los módulos LSF, SM e IM.Where PFCLSF (k), PFCSM (k) and PFCIM (k) are the% flow rates of CaO sources, SiO 2 (k) and Al 2 O 3 (k) contained in those of LSF, SM and IM modules, respectively, that is, the signals of advanced control produced at the instant k by the ties of advanced control for LSF, SM and IM modules.

LSFSP(k), SMSP(k) y IMSP(k) son las consignas de los módulos LSF, SM e IM en la mezcla producida y PFCLSFR(k-1), PFCSMR(k-1) y PFCIMR(k-1) son las señales de control avanzado, correspondientes a dichos módulos, realmente aplicadas al proceso en el instante k-1. Como ya se ha indicado en la operación (c), para calcular estas últimas señales, el sistema y método de la presente invención puede utilizar la medida de los caudales reales de las fuentes de los compuestos que el ordenador 17 adquiere en su comunicación con los controladores de caudal 14.LSFSP (k), SMSP (k) and IMSP (k) are the slogans of the LSF, SM and IM modules in the mix produced and PFCLSFR (k-1), PFCSMR (k-1) and PFCIMR (k-1) are the control signals advanced, corresponding to these modules, really applied to instant process k-1. As already indicated in operation (c), to calculate these last signals, the system and method of the present invention can use the measurement of the actual flows of the sources of the compounds that the computer 17 acquires in its communication with the controllers of flow rate 14.

(d_{1}) Verificación de la existencia de condiciones para emitir diagnósticos de deficiencia en la composición de una o varias fuentes de compuestos. Esta verificación se llevará a cabo tal y como se ha descrito previamente en la operación (d). Obviamente, se requerirán varios instantes de control consecutivos para comprobar que estando alguna de las señales de control avanzado en uno de sus límites, superior o inferior, el correspondiente módulo de calidad no tiende a su consigna.(d_ {1}) Verification of the existence of conditions for issuing diagnoses of deficiency in the composition of one or several sources of compounds. This verification it will be carried out as previously described in the operation (d). Obviously, several moments of consecutive checks to verify that any of the advanced control signals at one of its limits, higher or lower, the corresponding quality module does not tend to slogan

(e_{1}) Cálculo de las consignas de los caudales de las fuentes de los compuestos. Las señales de control avanzado, previamente calculadas, por su propia definición, y por la elección hecha en este ejemplo ilustrativo de las fuentes de compuestos y de las fuentes de módulos, impondrán a los caudales a aplicar a cada una de las fuentes de los compuestos las siguientes condiciones:(e_ {1}) Calculation of the slogans of the flow rates of the sources of the compounds. Control signals advanced, previously calculated, by its own definition, and by the choice made in this illustrative example of the sources of compounds and module sources, will impose flows to apply the following sources to each of the sources of the compounds terms:

PFCLSF(k) = 100 SPFCa(k) / (SPFCa(k) + SPFSi(k) + SPFAl(k) + SPFFe(k))PFCLSF (k) = 100 SPFCa (k) / (SPFCa (k) + SPFSi (k) + SPFAl (k) + SPFFe (k)): (16)(16)

PFCSM(k) = 100 SPCFSi(k) / (SPCFSi(k) + SPCFAl(k) + SPCFFe(k))PFCSM (k) = 100 SPCFSi (k) / (SPCFSi (k) + SPCFAl (k) + SPCFFe (k)): (17)(17)

PFCSM(k) = 100 SPCFAl(k) / (SPCFAl(k) + SPCFFe(k))PFCSM (k) = 100 SPCFAl (k) / (SPCFAl (k) + SPCFFe (k)): (18)(18)

donde SPFCa(k), SPFSi(k), SPFAl(k) y SPFFe(k) son las consignas de los caudales de las fuentes de CaO(k), SiO_{2}(k), Al_{2}O_{3} (k) y Fe_{2}O_{3}(k), respectivamente.where SPFCa (k), SPFSi (k), SPFAl (k) and SPFFe (k) are the slogans of the flows of the sources of CaO (k), SiO 2 (k), Al 2 O 3 (k) and Fe 2 O 3 (k), respectively.

Asimismo, la suma de las consignas de los caudales de las distintas fuentes debe ser igual a la consigna del caudal de la mezcla, lo que fue considerado previamente en la operación (e) paso 22 de esta descripción detallada de la invención por medio de la ecuación (7), que en este caso pasa a ser:Also, the sum of the slogans of the flows from different sources must be equal to the slogan of the flow rate of the mixture, which was previously considered in the operation (e) step 22 of this detailed description of the invention through equation (7), which in this case becomes:

(19)SPFCa(k) + SPFSi(k) + SPFAl(k) + SPFFe(k) = SPM(k + MR)(19) SPFCa (k) + SPFSi (k) + SPFAl (k) + SPFFe (k) = SPM (k + MR)

donde SPM(k + MR) es la consigna del caudal de mezcla producida y MR es el retardo que se considere conveniente para los lazos de control avanzado. Es interesante hacer notar que el caudal de la fuente del modulo LSF es igual al caudal de la mezcla producida. A partir de las ecuaciones (16) a (19) se calculan las consignas de los caudales de las fuentes de los distintos compuestos.where SPM (k + MR) is the setpoint of the mixture flow produced and MR is the delay Consider suitable for advanced control ties. Is interesting to note that the source flow of the LSF module is equal to the flow rate of the mixture produced. From the equations (16) to (19) the slogans of the flow rates of the sources of the various compounds.

La Figura 4 muestra el detalle de cómo se calculan, en cada instante de control k, las consignas de caudal de las distintas fuentes de CaO(k), SiO_{2}(k), Al_{2}O_{3} (k) y Fe_{2}O_{3}(k), a partir de las medidas de los módulos de calidad LSF(k), SM(k) e IM(k) calculadas en la operación (b_{1}).Figure 4 shows the detail of how to calculate, at each control moment k, the flow rate setpoints of the different sources of CaO (k), SiO2 (k), Al 2 O 3 (k) and Fe 2 O 3 (k), from quality module dimensions LSF (k), SM (k) e IM (k) calculated in the operation (b_ {1}).

Los pasos 33a, 33b y 33c de la Figura 4 muestran como los lazos de control avanzado LSFLAZO, SMLAZO e IMLAZO calculan las señales de control avanzado PFCLSF(k), PFCSM(k) y PFCIM(k) a partir de las correspondientes consignas LSFSP(k), SMSP(k) y IMSP(k) y de las señales de control avanzado realmente aplicadas en el instante k-1, PFCLSFR(k-1), PFCSMR(k-1) y PFCIMR(k-1), respectivamente, tal y como se ha descrito previamente en la operación (c_{1}) de este ejemplo ilustrativo.Steps 33a, 33b and 33c of Figure 4 show such as LSFLAZO, SMLAZO and IMLAZO advanced control loops calculate the advanced control signals PFCLSF (k), PFCSM (k) and PFCIM (k) from the corresponding LSFSP (k), SMSP (k) and IMSP (k) and of the advanced control signals really applied instantly k-1, PFCLSFR (k-1), PFCSMR (k-1) and PFCIMR (k-1), respectively, as previously described in the operation (c_ {1}) of this example illustrative.

A partir de las ecuaciones (16) y (19), se deduce que la consigna de caudal de la fuente de CaO, SPFCa(k), puede calcularse dividiendo la señal de control avanzada PFCLSF(k) por 100, operación realizada por el divisor 34a, y multiplicando el resultado por la consigna del caudal de la mezcla producido SPM(k + MR), operación realizada por el multiplicador 35a. Es decir:From equations (16) and (19), it it follows that the flow setpoint of the CaO source, SPFCa (k), can be calculated by dividing the control signal Advanced PFCLSF (k) per 100, operation performed by the divisor 34a, and multiplying the result by the slogan of the Flow of the mixture produced SPM (k + MR), operation performed by multiplier 35a. That is to say:

(20)SPFCa(k) = (PFCLSF(k) / 100) SPM(k + MR)(20) SPFCa (k) = (PFCLSF (k) / 100) SPM (k + MR)

El denominador de la ecuación (17) es la consigna de caudal de la fuente del modulo SM, que puede obtenerse sustrayendo al caudal de la mezcla producida SPM(k + MR) la consigna de caudal SPFCa(k) de la fuente de CaO, operación realizada por el diferenciador 36a. En consecuencia, a partir de la ecuación (17), la consigna de caudal SPCFSi(k) de la fuente de SiO_{2} puede calcularse dividiendo la señal de control avanzado PFCSM(k) por 100, operación realizada por el divisor 34b, y multiplicando el resultado por la consigna del caudal del módulo SM, operación realizada por el multiplicador 35b. Es decir:The denominator of equation (17) is the setpoint of source flow of module SM, which can be obtained subtracting the flow of the produced mixture SPM (k + MR) the SPFCa (k) flow setpoint of the CaO source, operation performed by differentiator 36a. Consequently, from the equation (17), the flow setpoint SPCFSi (k) of the source of SiO_ {2} can be calculated by dividing the control signal advanced PFCSM (k) per 100, operation performed by the divisor 34b, and multiplying the result by the setpoint of the flow rate of the SM module, operation performed by multiplier 35b. Is tell:

(21)SPFSi(k) = (PFCSM(k) / 100) (SPM(k + MR) - SPFCa(k))(21) SPFSi (k) = (PFCSM (k) / 100) (SPM (k + MR) - SPFCa (k))

El denominador de la ecuación (18) es la consigna de caudal de la fuente del modulo IM, que puede obtenerse sustrayendo a la consigna de caudal del modulo SM, SPM(k + MR) - SPFCa(k), la consigna de caudal SPFSi(k) de la fuente de SiO_{2}, operación realizada por el diferenciador 36b. En consecuencia, a partir de la ecuación (18), la consigna de caudal SPCFAl(k) de la fuente de Al_{2}O_{3} puede calcularse dividiendo la señal de control avanzado PFCIM(k) por 100, operación realizada por el divisor 34 c, y multiplicando el resultado por la consigna del caudal del módulo IM, operación realizada por el multiplicador 35c. Es decir:The denominator of equation (18) is the setpoint flow rate of the IM module source, which can be obtained subtracting the flow setpoint of module SM, SPM (k + MR) - SPFCa (k), the flow setpoint SPFSi (k) of the source of SiO_ {2}, operation performed by differentiator 36b. Consequently, from equation (18), the slogan of SPCFAl flow rate (k) of the Al2O3 source can calculated by dividing the advanced control signal PFCIM (k) per 100, operation performed by the divisor 34 c, and multiplying the result by the setpoint of the flow of the IM module, operation performed by multiplier 35c. That is to say:

(22)SPFAl(k) = (PFCIM(k) / 100) (SPM(k + MR) - SPFCa(k) - SPFSi(k))(22) SPFAl (k) = (PFCIM (k) / 100) (SPM (k + MR) - SPFCa (k) - SPFSi (k))

Finalmente, para calcular la consigna de caudal SPFFe(k) de la fuente de Fe_{2}O_{3}, bastará con sustraer a la consigna de caudal de la fuente del módulo de IM, SPM(k + MR) - SPFCa(k) - SPFSi(k), la consigna de caudal SPFAl(k) de la fuente de Al_{2}O_{3}, operación realizada por el diferenciador 36 c. Es decir:Finally, to calculate the flow rate setpoint SPFFe (k) of the source of Fe_ {2} O_ {3}, will suffice with subtract from the flow setpoint of the source of the IM module, SPM (k + MR) - SPFCa (k) - SPFSi (k), the setpoint of flow rate SPFAl (k) of the source of Al 2 O 3, operation performed by the differentiator 36 c. That is to say:

(23)SPFFe(k) = SPM(k + MR) - SPFCa(k) - SPFSi(k) - SPFAl(k)(23) SPFFe (k) = SPM (k + MR) - SPFCa (k) - SPFSi (k) - SPFAl (k)

Lo que concluye el cálculo de las consignas de los caudales de las fuentes de los compuestos.What concludes the calculation of the slogans of the flow rates of the sources of the compounds.

Para ilustrar el modo de funcionamiento del sistema y método de la presente invención habiendo seleccionado una fuente conductora, descrito previamente en la operación (g), basta con considerar en este ejemplo del proceso de mezcla que la fuente de CaO fuera la fuente conductora. En este caso a partir de las ecuaciones (16), (17) y (18) y sustituyendo en ellas la consigna de caudal de la fuente de CaO, SPFCaO(k), por su valor medido en el instante k, podríamos fácilmente calcular las correspondientes consignas de caudal de las otras fuentes, SPFSi(k), SPFAl(k), SPFFe(k). De la misma forma podríamos proceder al considerar cualquiera de las otras fuentes como fuente conductora. En este modo de funcionamiento se mantendrán los módulos de calidad en sus consignas, aunque el caudal de la mezcla no estará bajo control automático preciso, es decir, la condición (19) no se considera.To illustrate the operating mode of the system and method of the present invention having selected a conductive source, previously described in operation (g), enough with considering in this example of the mixing process that the source of CaO outside the conductive source. In this case from equations (16), (17) and (18) and replacing in them the slogan of CaO source flow, SPFCaO (k), for its measured value in instant k, we could easily calculate the corresponding flow setpoints from the other sources, SPFSi (k), SPFAl (k), SPFFe (k). Of the same form we could proceed when considering any of the other sources as a conductive source. In this mode of operation they will keep the quality modules in their instructions, although the flow of the mixture will not be under precise automatic control, that is, the condition (19) is not considered.

Las operaciones (f_{1}) y (g_{1}) que realizan, para este ejemplo ilustrativo, la distribución de las consignas de caudal de las distintas fuentes de los compuestos, entre los correspondientes alimentadores no correctivos y correctivos, y envían las consignas de caudal a los controladores locales 14 de caudal de los alimentadores, se llevan a cabo tal y como se ha descrito previamente en las operaciones (f) y (g).The operations (f_ {1}) and (g_ {1}) that perform, for this illustrative example, the distribution of setpoints of the different sources of the compounds, between the corresponding non-corrective feeders and corrective, and send the flow instructions to the controllers premises 14 of feeder flow rates, are carried out as and as previously described in operations (f) and (g).

En el caso de que los módulos elegidos para definir la calidad deseada en la mezcla hubieran sido C_{3}S, SM y C_{3}A, el sistema o método de la presente invención se aplicaría de la forma descrita previamente para los módulos de calidad LSF, SM e IM, con las siguientes modificaciones:In the case that the modules chosen for define the desired quality in the mixture would have been C_ {S}, SM and C 3 A, the system or method of the present invention is would apply as previously described for the modules LSF, SM and IM quality, with the following modifications:

En la operación (b_{1}) las ecuaciones (10) y (12) deberían ser sustituidas por las siguientes:In operation (b_ {1}) equations (10) and (12) should be replaced by the following:

(24)C_{3}S(k) = 4.071 CaO(k) - (7.602 SiO_{2}(k) + 6.718 Al_{2}O_{3}(k) + 1.43 Fe_{2}O_{3}(k) + 2.852 SO_{3}(k))(24) C 3 S (k) = 4,071 CaO (k) - (7,602 SiO2 (k) + 6,718 Al_ {O} {3} (k) + 1.43 Fe_ {O} {3} (k) + 2,852 SO_ {3} (k))

(25)C_{3}A(k) = 2.65 Al_{2}O_{3}(k) - 1.692 Fe_{2}O_{3}(k)(25) C 3 A (k) = 2.65 Al_ {O} {3} (k) - 1,692 Fe 2 O 3 (k)

En la operación (c1) las ecuaciones (13) y (15) deberían ser sustituidas por las siguientes:In operation (c1) equations (13) and (15) They should be replaced by the following:

(26)PFCC_{3}S(k) = HSC(C_{3}SLAZO,

\hskip0.3cm

"C_{3}S (k)",

\hskip0.3cm

"C_{3}SSP(k)",

\hskip0.3cm

"PFCC_{3}SR(k-1)")(26) PFCC 3 S (k) = HSC (C 3 SLAZO,

 \ hskip0.3cm

"C_ {3} S (k)",

 \ hskip0.3cm

"C_ {3} SSP (k)",

 \ hskip0.3cm

"PFCC_ {3} SR (k-1)")

(27)PFCC_{3}A(k) = HSC(C_{3}ALAZO,

\hskip0.3cm

"C_{3}A (k)",

\hskip0.3cm

"C_{3}ASP(k)",

\hskip0.3cm

"PFCC_{3}AR(k-1)")(27) PFCC 3 A (k) = HSC (C 3 ALAZO,

 \ hskip0.3cm

"C_ {A} A (k)",

 \ hskip0.3cm

"C_ {3} ASP (k)",

 \ hskip0.3cm

"PFCC_ {3} AR (k-1)")

Donde PFCC_{3}S(k) y PFCC_{3}A(k) son los % de caudal de las fuentes de CaO y Al_{2}O_{3}(k) en las de los módulos C_{3}S y C_{3}A, respectivamente, es decir, las señales de control avanzado producidas en el instante k por los lazos de control avanzado para los módulos C_{3}S y C_{3}A. El resto de los argumentos que utiliza la herramienta software de control avanzado en las ecuaciones (26) y (27) tienen un significado equivalente al definido en (13) y (15) para los módulos LSF e IM.Where PFCC_ {3} S (k) and PFCC_ {3} A (k) are the% flow rates of CaO sources and Al_ {2} O_ {3} (k) in those of modules C_ {S} and C_ {3} A, respectively, that is, advanced control signals produced at the instant k by advanced control loops for the C_ {3} S and C_ {3} A modules. The rest of the arguments that uses the advanced control software tool in the Equations (26) and (27) have a meaning equivalent to defined in (13) and (15) for the LSF and IM modules.

Por último en la operación (e1) las ecuaciones (16) y (18) deben ser sustituidas por las siguientes:Finally in operation (e1) the equations (16) and (18) must be replaced by the following:

(28)PFCC_{3}S(k) = 100 SPFCa(k) / (SPFCa(k) + SPFSi(k) + SPFAl(k) + SPFFe(k))(28) PFCC_3 S (k) = 100 SPFCa (k) / (SPFCa (k) + SPFSi (k) + SPFAl (k) + SPFFe (k))

(29)PFCC_{3}A(k) = 100 SPCFAl(k) / (SPCFAl(k) + SPCFFe(k))(29) PFCC_3 A (k) = 100 SPCFAl (k) / (SPCFAl (k) + SPCFFe (k))

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Experimental example

El método de la presente invención se han utilizado para controlar una simulación de un proceso de mezcla típico representada en la Figura 5, que muestra la actuación de ruidos de proceso y de medida sobre el proceso de mezcla simulado, así como también indica la ocurrencia de cambios en la composición de los alimentadores. La Figura 6 representa el proceso de mezcla considerado. El material del alimentador 37 es una caliza, y como tal, suministrador de CaO, conteniendo un 56.1% de CaO, un 5.7% de SiO_{2}, un 0.83% de Al_{2}O_{3} y un 0.31% de Fe_{2}O_{3}. En este proceso de mezcla el alimentador 37 es la fuente de CaO. El material del alimentador 38 es una arena, y como tal, suministrador de SiO_{2}, conteniendo un 5.2% de CaO, un 76.8% de SiO_{2}, un 1.5% de Al_{2}O_{3} y un 2.1% de Fe_{2}O_{3}. En este proceso de mezcla el alimentador 38 es la fuente de SiO_{2}. El material del alimentador 39 es una marga y es suministrador de Al_{2}O_{3}, conteniendo un 7.2% de CaO, un 47.5% de SiO_{2}, un 23.6% de Al_{2}O_{3} y un 4.9% de Fe_{2}O_{3} Por último, el material del alimentador 40 es una pirita, como tal suministrador de Fe_{2}O_{3}, y constituye la fuente de Fe_{2}O_{3}, conteniendo un 3.2% de CaO, un 18.1% de SiO_{2}, un 3.5% de Al_{2}O_{3} y un 41.7% de Fe_{2}O_{3}. La fuente de LSF esta constituida por todos los alimentadores, la fuente de SM esta constituida por los alimentadores 38 a 40 y la fuente de IM por los alimentadores 39 a 40.The method of the present invention have been used to control a simulation of a mixing process typical depicted in Figure 5, which shows the performance of process and measurement noise on the simulated mixing process, as well as indicates the occurrence of changes in the composition of the feeders. Figure 6 represents the mixing process considered. The material of the feeder 37 is a limestone, and as such, CaO supplier, containing 56.1% of CaO, 5.7% of SiO_ {2}, 0.83% of Al_ {2} O_ {3} and 0.31% of Fe_ {O} {3}. In this mixing process the feeder 37 is the CaO source. The material of feeder 38 is sand, and as such, supplier of SiO2, containing 5.2% of CaO, a 76.8% of SiO_ {2}, 1.5% of Al_ {2} O_ {3} and 2.1% of Fe_ {O} {3}. In this mixing process the feeder 38 is the source of SiO_ {2}. The material of the feeder 39 is a loam and is a supplier of Al 2 O 3, containing 7.2% of CaO, a 47.5% of SiO_ {2}, 23.6% of Al_ {2} 3 and 4.9% of Fe_ {2} O_ {3} Finally, the material of the feeder 40 is a pyrite, as such a Fe 2 O 3 supplier, and constitutes the source of Fe 2 O 3, containing 3.2% CaO, 18.1% of SiO_ {2}, 3.5% of Al 2 O 3 and 41.7% of Fe 2 O 3. The source of LSF is constituted by all the feeders, the SM source is constituted by feeders 38 to 40 and the IM source by feeders 39 to 40.

La herramienta software utilizada para ejecutar esta simulación ha sido MATLAB® (de Mathworks, Inc., Natick, Massachusetts) incluyendo la simulación del proceso de mezcla previamente descrito y la aplicación al mismo del sistema o método de la presente invención de acuerdo con las operaciones (a_{1}) a (g_{1}). Para la ejecución de los lazos de control avanzado en la operación (c_{1}) se han utilizado controladores adaptativos predictivos expertos tal como los descritos en la solicitud de patente internacional previamente mencionada PCT/IB00/01368 publicada el 4 de enero de 2001 por la WIPO. Cada ejecución del programa de MATLAB representa un instante de control.The software tool used to execute This simulation has been MATLAB® (from Mathworks, Inc., Natick, Massachusetts) including simulation of the mixing process previously described and the application to it of the system or method of the present invention according to the operations (a_ {1}) a (g_ {1}). For the execution of advanced control loops in the operation (c_ {1}) adaptive drivers have been used expert predictors such as those described in the application for International patent previously mentioned PCT / IB00 / 01368 published on January 4, 2001 by WIPO. Each execution of MATLAB program represents a moment of control.

El método de la presente invención se ha utilizado para controlar los módulos de calidad de LSF, SM e IM durante un experimento de 300 minutos de duración. Los detalles concretos de la simulación del proceso y de la aplicación del método de esta invención se describen a continuación.The method of the present invention has been used to control the quality modules of LSF, SM and IM during a 300-minute experiment. The details concrete of the simulation of the process and the application of the method of this invention are described below.

1 - Caudal total de la mezcla: Se ha supuesto igual a 100 toneladas/hora.1 - Total mixture flow rate: It has been assumed equal to 100 tons / hour.

2 - Periodo de control y periodo de análisis: Se ha supuesto el periodo de control igual al periodo de análisis. Por tanto, a partir de los caudales aplicados a las fuentes, que son entradas en el proceso simulado con MATLAB, se ha calculado un nuevo análisis de la composición de la mezcla al final de cada período de análisis. El sistema o método de la presente invención ha utilizado este nuevo análisis de la composición de la mezcla para calcular, e inmediatamente aplicar al proceso simulado, las nuevas consignas de caudal para las diferentes fuentes. Se ha supuesto que el periodo de análisis es de 1 minuto, que es un valor típico para un analizador en línea.2 - Control period and analysis period: It It has meant the control period equal to the analysis period. By both, from the flows applied to the sources, which are entries in the simulated process with MATLAB, a new one has been calculated analysis of the composition of the mixture at the end of each period of analysis. The system or method of the present invention has used this new analysis of the composition of the mixture to calculate, and immediately apply to the simulated process, the new slogans of flow for the different sources. It has been assumed that the period of analysis is 1 minute, which is a typical value for an analyzer online.

3 - Límites absolutos e incrementales: Los valores de los límites absolutos inferior y superior aplicados a las señales de control avanzado de los lazos de control avanzados han sido de 0 y 100, respectivamente, ya que éstas señales son porcentuales. Los límites incrementales se han fijado igual a 5.3 - Absolute and incremental limits: values of the lower and upper absolute limits applied to Advanced control signals of advanced control loops have been 0 and 100, respectively, since these signals are percentage. Incremental limits have been set equal to 5.

4 - Ruidos de proceso: Se han añadido ruidos gaussianos a las consignas de caudal generadas por el sistema o método de la presente invención, antes de ser aplicadas al proceso de mezcla simulado. Las desviaciones estándar de estos ruidos para las fuentes de calcio, silicio, aluminio y hierro han sido, en porcentaje del caudal total, de 1.75, 0.1, 0.6 y 0.1, respectivamente. Este alto valor del nivel de ruido de proceso representa en la simulación del proceso los errores de control de los controladores de caudal locales de las diferentes fuentes.4 - Process noise: Noises have been added Gaussians to the flow rate setpoints generated by the system or method of the present invention, before being applied to the process of simulated mixing. The standard deviations of these noises for the sources of calcium, silicon, aluminum and iron have been, in percentage of total flow, of 1.75, 0.1, 0.6 and 0.1, respectively. This high value of the process noise level represents in the process simulation the control errors of local flow controllers from different sources.

5 - Ruidos de medida: Se han añadido ruidos gaussianos a la composición real de la mezcla calculada en el proceso de simulación. Las desviaciones estándar de estos ruidos que se añaden al porcentaje real en la mezcla de los óxidos de calcio, silicio, aluminio y hierro han sido 0.5, 0.41, 0.38 y 0.06, respectivamente. Este alto valor del nivel de ruido de medida representa en la simulación del proceso los errores de medida del analizador en línea.5 - Measuring noise: Noises have been added Gaussians to the actual composition of the mixture calculated in the simulation process The standard deviations of these noises which are added to the actual percentage in the mixture of the oxides of calcium, silicon, aluminum and iron have been 0.5, 0.41, 0.38 and 0.06, respectively. This high value of the measurement noise level represents in the process simulation the measurement errors of the online analyzer.

6 - Variación aleatoria de las composiciones de los alimentadores: A partir de las composiciones iniciales de los alimentadores, mostradas en la Figura 6, los contenidos de cada uno de los óxidos se han hecho evolucionar según un "paseo aleatorio" generado mediante la integración de ruidos gaussianos. Las desviaciones estándar de estos ruidos son iguales al uno por ciento de los correspondientes valores iniciales.6 - Random variation of the compositions of the feeders: From the initial compositions of the feeders, shown in Figure 6, the contents of each of the oxides have evolved according to a "walk random "generated by noise integration Gaussians The standard deviations of these noises are equal to one percent of the corresponding initial values.

7 - Cambios discontinuos de composición: Además de la variación aleatoria de las composiciones ya citada en el punto previo, en el ejemplo experimental se han simulado significativos cambios discontinuos de composición en los alimentadores. Así, el contenido en CaO del alimentador de caliza, alimentador 37, se ha cambiado discontinuamente de 58.97 a 46.10 en el instante 70, el contenido de SiO_{2} en el alimentador 38 se ha variado de 76.71 a 66.82 en el instante 110 y el contenido de Al_{2}O_{3} en el alimentador 39 se ha cambiado de 24.83 a 13.61 en el instante 150.7 - Discontinuous changes of composition: In addition of the random variation of the compositions already mentioned in the previous point, in the experimental example they have been simulated significant discontinuous changes of composition in the feeders Thus, the CaO content of the limestone feeder, feeder 37, has been discontinuously changed from 58.97 to 46.10 in the instant 70, the content of SiO_ {2} in the feeder 38 has been varied from 76.71 to 66.82 at instant 110 and the content of Al_ {2} O_ {3} on feeder 39 has been changed from 24.83 to 13.61 in the instant 150.

8 - Cambios de consigna: Se han aplicado cambios de consigna para los diferentes módulos de calidad. Así, la consigna del módulo de calidad de LSF es inicialmente 94 y se cambia a 102 en el instante 200. De la misma forma, la consigna de SM se ha cambiado de 2.6 a 2.9 en el instante 230, y la consigna de IM pasa de 1.8 a 2.0 en el instante 260.8 - Setpoint changes: Changes have been applied of setpoint for the different quality modules. So, the LSF quality module setpoint is initially 94 and it changes to 102 at instant 200. Similarly, the slogan of SM has been changed from 2.6 to 2.9 at instant 230, and the setpoint of IM goes from 1.8 to 2.0 at the instant 260.

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Los resultados obtenidos en el experimento de control simulado que se acaba de describir se muestran en la Figura 7, en donde se puede observar la evolución de los módulos de calidad de LSF, SM e IM, así como la evolución de sus consignas. Las ordenadas de la Figura 7 representan los instantes de control (de 0 a 300) y las abscisas (de 0 a 11) el valor de los módulos de calidad. Los valores del módulo de LSF, línea 41, así como su consigna, línea 42, han sido divididos por 10 con el objeto de que los tres módulos puedan ser representados en la misma figura y con la misma escala. El módulo de SM es la línea 43 y su consigna la línea 44. El módulo de IM es la línea 45 y su consigna la línea 46. La Figura 8 muestra la evolución de las consignas de caudal generadas por el sistema y método de la presente invención para cada una de las fuentes durante los 300 instantes de control del experimento. En este caso. las abscisas (de 0 a 80) son valores de caudal en TPH. La línea 47 representa las consignas de caudal para la fuente de CaO; la línea 48 las de la fuente de SiO_{2}; la línea 49 las consignas de caudal para la fuente de Al_{2}O_{3} y la línea 50 las de la fuente de Fe_{2}O_{3}. Por último, la Figura 9 muestra las variaciones aleatorias y discontinuas de los porcentajes de los compuestos en sus respectivas fuentes durante el ejemplo experimental. En este caso, las abscisas (de 10 a 80) indican valores porcentuales. Así, la línea 51 muestra la evolución del porcentaje de CaO en la fuente de CaO, la línea 52 se corresponde a la evolución del porcentaje de SiO_{2} en la fuente de SiO_{2}, la línea 53 es la evolución del porcentaje de Al_{2}O_{3} en la fuente de Al_{2}O_{3} y la línea 54 representa la evolución del porcentaje de Fe_{2}O_{3} en la fuente de Fe_{2}O_{3}. Es en esta Figura 9 donde se pueden observar claramente los cambios discontinuos de composición descritos anteriormente.The results obtained in the experiment of simulated control just described are shown in Figure 7, where you can observe the evolution of the modules quality of LSF, SM and IM, as well as the evolution of its slogans. The ordered in Figure 7 represent the control moments (of 0 to 300) and the abscissa (from 0 to 11) the value of the modules quality. The LSF module values, line 41, as well as its slogan, line 42, have been divided by 10 in order to the three modules can be represented in the same figure and with The same scale. The SM module is line 43 and its set point is line 44. The IM module is line 45 and its line 46 is set. Figure 8 shows the evolution of the flow rate setpoints generated by the system and method of the present invention for each one of the sources during the 300 control moments of the experiment. In this case. the abscissa (from 0 to 80) are values of TPH flow. Line 47 represents the flow rate setpoints for the source of CaO; line 48 those of the source of SiO2; the line 49 flow setpoints for the source of Al_ {2} O_ {3} and line 50 those of the source of Fe_ {2} O_ {3}. Finally, the Figure 9 shows the random and discontinuous variations of the percentages of the compounds in their respective sources during the experimental example. In this case, the abscissa (from 10 to 80) Indicate percentage values. Thus, line 51 shows the evolution of the percentage of CaO at the source of CaO, line 52 is corresponds to the evolution of the percentage of SiO_ {2} in the source of SiO_ {2}, line 53 is the evolution of the percentage of Al_ {2} O_ {3} at the source of Al_ {2} O_ {3} and line 54 represents the evolution of the percentage of Fe 2 O 3 in the source of Fe_ {O} {3}. It is in this Figure 9 where you can clearly observe the discontinuous changes of composition described above.

A pesar de los valores elevados de ruidos de proceso y de medida mostrados en la Figura 5, de los cambios aleatorios y discontinuos en las composiciones de las fuentes, mostrados en la Figura 9, y de la naturaleza fuertemente interactiva del proceso de mezcla, se ha alcanzado un control preciso y robusto de los módulos de calidad de LSF, SM e IM en la mezcla, como se puede observar en las Figura 7. Un análisis más detallado de las Figuras 7, 8 y 9 muestra que:Despite the high noise values of process and measurement shown in Figure 5, of the changes random and discontinuous in source compositions, shown in Figure 9, and of the strongly interactive nature of the mixing process, precise and robust control has been achieved of the LSF, SM and IM quality modules in the mix, as You can see in Figure 7. A more detailed analysis of the Figures 7, 8 and 9 show that:

1 - En el instante 70, el descenso discontinuo en el porcentaje de CaO en la fuente de CaO (de 58.97 a 46.10), mostrado en la Figura 9, es compensado mediante un incremento del caudal de la fuente de CaO y una bajada simultánea en los caudales de las fuentes de SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y Fe_{2}O_{3}, como se observa en la Figura 8. De esta forma, un cambio de composición discontinuo tan significativo como el considerado únicamente causa una desviación mínima en la evolución del módulo de LSF respecto a su consigna. Se puede observar en la Figura 7 que el módulo de LSF retorna a su valor estable de consigna en menos de 10 períodos de control, siendo su desviación máxima menor que 4 unidades.1 - At instant 70, the discontinuous descent in the percentage of CaO at the source of CaO (from 58.97 to 46.10), shown in Figure 9, is compensated by an increase in CaO source flow and a simultaneous drop in flows from the sources of SiO_ {2}, Al_ {2} {3} and Fe_ {2} {3}, as seen in Figure 8. In this way, a change of discontinuous composition as significant as the one considered it only causes a minimum deviation in the evolution of the module of LSF regarding its slogan. It can be seen in Figure 7 that The LSF module returns to its stable setpoint value in less than 10 control periods, its maximum deviation being less than 4 units.

2 - En el instante 150, la bajada discontinua en el porcentaje de Al_{2}O_{3} en la fuente de Al_{2}O_{3} (de 24.83 a 13.60), mostrado en la Figura 9, provoca un aumento instantáneo en el módulo de SM y una bajada instantánea en el módulo de IM. Como se ve en la Figura 7, ambos vuelven a sus valores estables de consigna en menos de 25 periodos de control para el SM, y 15 para el IM. La mayor desviación en el valor de SM está por debajo de 0.4 y para el valor de IM es menor que 0.2. Esta compensación eficaz frente a un cambio de composición tan significativo se ha conseguido aumentando el caudal de la fuente de Al_{2}O_{3} y disminuyendo a la vez los caudales de las fuentes de SiO_{2} y Fe_{2}O_{3}, como muestra la Figura 8.2 - At instant 150, the discontinuous descent in the percentage of Al 2 O 3 in the source of Al 2 O 3 (from 24.83 to 13.60), shown in Figure 9, causes an increase instantaneous in the SM module and an instantaneous descent in the IM module. As seen in Figure 7, both return to their stable setpoint values in less than 25 control periods for the SM, and 15 for the IM. The greatest deviation in the value of SM it is below 0.4 and for the value of IM it is less than 0.2. This effective compensation against such a change in composition significant has been achieved by increasing the flow of the source of Al_ {2} O_ {3} and at the same time decreasing the flow rates of the sources of SiO2 and Fe2O3, as shown in Figure 8.

3 - El cambio discontinuo en el porcentaje de SiO_{2} en la fuente de SiO_{2} (de 76.71 a 66.82), mostrado en la Figura 9 en el instante de control 110, es compensado con facilidad por el método de la presente invención, de forma que su efecto apenas se nota en la evolución de los módulos de LSF, SM e IM.3 - The discontinuous change in the percentage of SiO_ {2} in the SiO_2 source (from 76.71 to 66.82), shown in Figure 9 at the control instant 110, is compensated with ease by the method of the present invention, so that its effect is barely noticeable in the evolution of LSF, SM e modules IM.

Cuantitativamente, las desviaciones estándar del LSF, SM e IM, calculadas en el intervalo de los 200 primeros instantes de control en los cuales las consignas permanecen constantes, resultan ser 0.69, 0.074 y 0.035, respectivamente. Por otro lado, las medias para el LSF, SM e IM en el mismo intervalo son de 94.00, 2.62 y 1.79, valores que difieren de las correspondientes consignas en menos de 0.01, 0.03 y 0.01, respectivamente.Quantitatively, the standard deviations of the LSF, SM and IM, calculated in the range of the first 200 control moments in which the instructions remain constants, turn out to be 0.69, 0.074 and 0.035, respectively. By on the other hand, the means for the LSF, SM and IM in the same interval are of 94.00, 2.62 and 1.79, values that differ from the corresponding setpoints in less than 0.01, 0.03 and 0.01, respectively.

Además, y como se muestra en la Figura 7, cuando ocurre un cambio de consigna en uno de los módulos de calidad, los otros dos no muestran desviaciones significativas respecto a sus consignas, a pesar de la naturaleza fuertemente interactiva del proceso. Las consignas de caudal de las fuentes se modifican apropiadamente por el sistema o método de la presente invención para compensar esta interacción a la vez que se conduce al módulo de calidad correspondiente hacia su consigna.In addition, and as shown in Figure 7, when A setpoint change occurs in one of the quality modules, the two others show no significant deviations from their slogans, despite the strongly interactive nature of process. The flow rates of the sources are modified appropriately by the system or method of the present invention to compensate for this interaction while driving the module of corresponding quality towards its slogan.

Otras formulaciones, aplicaciones o modificaciones de la presente invención pueden ocurrirseles a los conocedores de esta área tecnológica a partir de la presente exposición. Por lo que el alcance de la invención queda únicamente limitado por las reivindicaciones que siguen, que consideran todas aquellas otras formulaciones o modificaciones cuando se contemplan con la descripción previa y los dibujos que la acompañan.Other formulations, applications or modifications of the present invention may occur to the connoisseurs of this technological area from the present exposition. Therefore, the scope of the invention is only limited by the claims that follow, which consider all those other formulations or modifications when contemplated with the previous description and the accompanying drawings.

Claims

1. An advanced control method for mixing materials to generate the setpoints to be applied to the feeders of the feeders in a mixing process in a plurality of instants k, in order to control certain quality modules in the composition of the resulting mixture, said method characterized by grouping the feeders into sources of the different compounds that affect the quality modules, grouping said sources of compounds into sources of the different quality modules considered, and establishing a correspondence between said compounds and said quality modules, and execute the following operations in each of these instants k:

(a) store the measures of the composition of the mixture provided by an online analyzer;

(b) calculate the mix quality modules from said measurements of the composition of the mixture;

(c) generate advanced control signals to each of the quality modules considered, using one of known advanced control techniques capable of making Quality modules converge towards their slogans,

(d) calculate the flow rate setpoints for said sources of compounds from said control signals advanced; so that the flow rate of the source of each element is a percentage of the sum of the flow rate setpoints of all sources of compounds included in the module source quality corresponding to said element, said percentage being equal to the control signal generated in the previous step and corresponding to said quality module;

(e) distribute the flow setpoints for the sources of the compounds between the flow rates for the feeders included in these sources following the criteria set by the mixing process operator, ensuring that the sum of the flow rate setpoints for the feeders of each source of a compound is equal to the source flow rate setpoint in question;

(f) calculate a delay for the application of each of the flow setpoints corresponding to the different feeders in order to unify the times of process delay, taking into account the transport times of material between the different feeders and the analyzer; Y

(g) apply the flow rate setpoints corresponding to each feeder, respecting the delay calculated for each of them, to the flow controllers of Each feeder in question.

2. The method according to claim 1, further characterized by the following operations:

- set operating range limits for each one of the advanced control signals for each of the modules quality considered;

- compare the generated value of each of the Advanced control signals for each of the quality modules with the limit set for each of said control signals advanced; also compare the quality module measured in the mix with your desired value;

- issue a diagnosis of deficiency in the source composition of a compound corresponding to a quality module when one of the aforementioned signals of advanced control reaches its operating limit and that the module quality measured in the mixture remains deviated from its desired value; the broadcast will be done through the interface screen of the operator.

3. The method according to claim 2, further characterized by using corrective feeders in a source of a compound and assigning flow setpoints for said corrective feeders when a diagnosis of deficiency in the composition of said compound source occurs.

4. Use of the method according to claim 1, the used in the production of cement and such quality modules those used in this type of industry, such as the factor of lime saturation, silicon module, iron module and others.