一种烧结混合料水分的闭环控制方法技术

一种烧结混合料水分的闭环控制方法，属于烧结混合料加水自动控制技术领域，具体涉及一种基于模糊控制理论、自动寻优算法和烧结加水操作工艺的控制方法。该方法的控制过程主要包括：1)通过目标水分、微波测水仪和加水流量计检测数据，运用模糊控制理论自动计算混合料加水量；2)通过建立烧结水分好坏评价指数，运用自动寻优算法，定期自动优化目标水分值，精确控制加水量。本发明专利技术改变了传统烧结混合料加水手动调节的模式，实现了对烧结混合料水分的闭环控制，提高了烧结混合料加水控制精度和自动化水平，保证了良好的混匀、造球效果和理想的透气性。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结混合料水分的闭环控制方法
本专利技术属于烧结混合料加水自动控制
，特别提供了一种烧结混合料水分闭环控制方法。
技术介绍
烧结混合料水分控制，是烧结生产过程的重要环节，既直接影响垂直烧结速度，又影响烧结矿的成品率、转鼓指数。混合料水分过大，促使烧结速度加快，造成烧结矿成品率较低，返矿量偏大，转鼓指数降低；混合料水分过小，促使烧结速度减慢，造成生产率较低，综合能耗增加。为使烧结过程具有良好的透气性、混合料良好的成球性，对混合料水分进行准确检测和控制，是实现上述目标的必要保证。目前，国内在烧结混合料水分控制方面基本处在手动控制状态，暂且没有见到实现自动控制的报道，因此本专利技术的提出和实施将在烧结混合料水分控制领域起到很好地示范和引领作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种烧结混合料水分闭环控制方法，采用先进的模糊控制理论、自动寻优算法实现烧结混合料水分的自动控制，提高混合料加水控制的准确性，规范烧结混合料加水操作，提高烧结生产过程的自动化水平。步骤一：数据采集：各原料仓下料口的实际下料量、目标水分值、各物料水分含量值、一混后微波测水仪检测值、一混水管流量值、配料室加水量、烧结机机速、左烟道温度、右烟道温度、终点温度，采数周期为1min。针对各数据数值的上、下限，对数据有效性进行判断。步骤二：开机调节：烧结机开机后，设定混合料目标水分值，根据实际下料量，人工调节一混水管流量控制阀门的开度，直到一混后微波测水仪检测值调整到目标水分值的正常范围(±0.05)内，停止调节一混水管流量控制阀门；步骤三：加水量修正系数计算：加水量修正系数计算实现的主要步骤包括：步骤a：基础数据准备：步骤二完成之后，从手动状态切换到自动状态，记录切换瞬间的一混后微波测水仪检测值H2、一混水管流量值W、第一配料室加水量c、第二配料室加水量d；步骤b：混合料总量M的计算：实时下料量追踪，让一混入口的总料量对应着每一个配料室下料称的称量值。即分别考虑各物料从下料口至一混入口的运行时间Ti(共20个下料口i＝1,2,…20)，根据Ti倒推求得当前时间的下料量为前Ti时间所对应下料口的下料量，如图1所示。混合料总量M的计算公式为：Ai为第i个下料口倒推时间的实际下料量；步骤c：混合料原始水分含量值H1的计算：根据步骤b得到的各下料口的下料量，和各物料的水分含量，计算出混合料总量的综合原始水分含量，混合料原始水分含量值H1的计算公式为：Ai为第i个下料口实际下料量，xi为第i个下料口物料水分含量值(分别考虑各原料从下料口到一混前的运行时间差)；步骤d：计算加水量修正系数b。加水量修正系数b的计算公式为：M为混合料总量，H1为混合料原始水分含量值，H2为一混后微波测水仪检测值，W为一混水管流量值，c为第一配料室加水量，d为第二配料室加水量；步骤e：将一混后微波测水仪检测值赋值给目标水分值。步骤四：智能加水计算：综合考虑各混合料总量、混合料原始水分含量值、目标水分值、配料室加水量，同时根据一混后微波测水仪检测值与目标水分值的偏差e及偏差变化ec，运用模糊控制理论周期计算加水量调整值△Y，最终将计算的一混加水量X下发一级。智能加水计算实现的主要步骤包括：步骤a：基础数据准备：读取目标水分值、加水量修正系数b、第一配料室加水量c、第二配料室加水量d；步骤b：混合料总量M的计算：实时下料量追踪，让一混入口的总料量对应着每一个配料室下料称的称量值。即分别考虑各物料从下料口至一混入口的运行时间Ti(共20个下料口i＝1,2,…20)，根据Ti倒推求得当前时间的下料量为前Ti时间所对应下料口的下料量，如图1所示。混合料总量M的计算公式为：Ai为第i个下料口实际下料量(分别考虑各原料从下料口到一混前的运行时间差)。步骤c：混合料原始水分含量值H1的计算：根据步骤b得到的各下料口的下料量，和各物料的水分含量，计算出混合料总量的综合原始水分含量，混合料原始水分含量值H1的计算公式为：Ai为第i个下料口实际下料量，xi为第i个下料口物料水分含量值；步骤d：加水量调整值△Y的计算：加水量调整值△Y以一混后微波测水仪检测值与目标水分值的偏差e、偏差变化ec为输入量、加水量调整值u为输出量的二维模糊控制。然后分别对一混后微波测水仪检测值与目标水分值的偏差e、偏差变化ec、加水量调节值u的论域及模糊语言变量词集和隶属度函数进行确定，制定出模糊控制查询表，根据模糊控制查询表计算求得加水量调整值△Y。实现步骤主要包括：Step1：输入、输出量的确定：首先设定模糊控制基本参数，Y为目标水分(％)，Dmax为调整死区(％)，emax为偏差最大范围(％)，ecmax为偏差变化最大范围(％)，umax为加水量调节值最大范围(t/h)，T为周期(min)，以一混后微波测水仪检测值与目标水分值的偏差e、偏差变化ec(本周期偏差e1与上周期偏差e0的差值)为输入量，u(加水量调整值△Y)为输出控制量。如果一混后微波测水仪检测值与目标水分值的偏差e在调整死区范围([-Dmax，Dmax])内，则不进行模糊控制计算。Step2：模糊控制查询表的制定：1)设e的论域：E＝{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}e折算规则：E＝偏差e*P1(对求得的数据四舍五入)P1＝6/emax2)设ec的论域：EC＝{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}ec折算规则：EC＝偏差变化ec*P2(对求得的数据四舍五入)P2＝6/ecmax3)设u的论域：U＝{-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7}4)模糊控制查询表的建立：根据模糊控制理论知识，同时结合烧结生产实际情况，本专利技术制定出符合烧结混合料加水闭环控制的模糊控制查询表，如表―1所示：表―1模糊控制查询表5)计算加水量调整值(△Y)：△Y＝u；u＝P3*U；P3＝umax/7；步骤e：计算一混加水量X：一混加水量X计算公式为：M为混合料总量；H1为混合料原始水分含量值；Y为目标水分值；c为第一配料室加水量；d为第二配料室加水量；△Y为加水量调节值。步骤五：目标水分自动寻优模块：综合考虑烧结机机速V、左烟道温度T1、右烟道温度T2、终点温度TBTP，周期计算混合料水分好坏评价指数K。当K值低于下限值Kmin后开始自动寻优，通过最佳K值寻找到最优的目标水分值F。水分好坏评价指数K的计算公式为：K＝0.5*200*V+0.15*2.5*T1+0.15*2.5*T2+0.2*TBTP，V为烧结机机速；T1为左烟道温度；T2为右烟道温度；TBTP为烧结终点温度。目标水分寻优的判断逻辑：步骤a：若Kn+1>Kn，正向搜索：例如，如果K2>K1(K1为前一周期数值)，目标水分调整为F1+△F。等待一个周期时间，判断K3>K2(K2为前一周期数值)，若成立，则目标水分调整为F2+△F。等待一个周期时间，判断K4>K3，则继续往前找，直到满足条件：Kn>Kn+1且Kn>Kn-1，则Kn对应的水分值Fn即为最优的目标水分。如果目标水分F调整5次仍不满足Kn>Kn+1且Kn>Kn-1条件，则将5次判断中最大K值对应的F值作为最优的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结混合料水分的闭环控制方法，其特征在于：步骤一、数据采集：各原料仓下料口的实际下料量、目标水分值、各物料水分含量值、一混后微波测水仪检测值、一混水管流量值、配料室加水量、烧结机机速、左烟道温度、右烟道温度、终点温度；采数周期为1min；步骤二、开机调节：烧结机开机后，设定混合料目标水分值，根据实际下料量，人工调节一混水管流量控制阀门的开度，直到一混后微波测水仪检测值调整到目标水分值的正常范围内，停止调节一混水管流量控制阀门；步骤三：加水量修正系数计算：步骤a：基础数据准备：从手动状态切换到自动状态，记录切换瞬间的一混后微波测水仪检测值H

【技术特征摘要】
1.一种烧结混合料水分的闭环控制方法，其特征在于：步骤一、数据采集：各原料仓下料口的实际下料量、目标水分值、各物料水分含量值、一混后微波测水仪检测值、一混水管流量值、配料室加水量、烧结机机速、左烟道温度、右烟道温度、终点温度；采数周期为1min；步骤二、开机调节：烧结机开机后，设定混合料目标水分值，根据实际下料量，人工调节一混水管流量控制阀门的开度，直到一混后微波测水仪检测值调整到目标水分值的正常范围内，停止调节一混水管流量控制阀门；步骤三：加水量修正系数计算：步骤a：基础数据准备：从手动状态切换到自动状态，记录切换瞬间的一混后微波测水仪检测值H2、一混水管流量值W、第一配料室加水量c、第二配料室加水量d；步骤b：混合料总量M的计算：实时下料量追踪，让一混入口的总料量对应着每一个配料室下料称的称量值；分别考虑各物料从下料口至一混入口的运行时间Ti，其中i＝1,2,…20，根据Ti倒推求得当前时间的下料量为前Ti时间所对应下料口的下料量，混合料总量M的计算公式为：Ai为第i个下料口的实际下料量；步骤c：混合料原始水分含量值H1的计算：根据步骤b得到的各下料口的下料量，和各物料的水分含量，计算出混合料总量的综合原始水分含量，混合料原始水分含量值H1的计算公式为：Ai为第i个下料口实际下料量，xi为第i个下料口物料水分含量值；步骤d：计算加水量修正系数b：M为混合料总量，H1为混合料原始水分含量值，H2为一混后微波测水仪检测值，W为一混水管流量值，c为第一配料室加水量，d为第二配料室加水量；步骤e：将一混后微波测水仪检测值赋值给目标水分值；步骤四：智能加水计算：步骤a、输入、输出量的确定：首先设定模糊控制基本参数，Y为目标水分，Dmax为调整死区，emax为偏差最大范围，ecmax为偏差变化最大范围，umax为加水量调节值最大范围，T为周期，以一混后微波测水仪检测值与目标水分值的偏差e、偏差变化ec为输入量，其中ec为本周期偏差e1与上周期偏差e0的差值，u为输出控制量，u等于加水量调整值△Y；如果一混后微波测水仪检测值与目标水分值的偏差e在调整死区范围[-Dmax，Dmax]内，则不进行模糊控制计算；步骤b、模糊控制查询表的制定：设e的论域：E＝{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦雪刚，熊大林，杨伟强，刘莎莎，周检平，蒋学军，
申请(专利权)人：北京首钢自动化信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11