水泥磨选粉系统模糊控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种水泥粉磨生产过程选粉系统的模糊控制方法包括以下步骤：S1、建立变量隶属函数，获得模糊变量赋值表；S2、建立模糊控制规则，获得模糊关系矩阵

Fuzzy control method of cement mill separator system

The invention provides a method of fuzzy control of cement grinding production process of powder system comprises the following steps: S1, a fuzzy membership function, fuzzy variable assignment table; S2, fuzzy control rules for fuzzy relation matrix

【技术实现步骤摘要】
水泥磨选粉系统模糊控制方法
本专利技术涉及一种闭流水泥粉磨生产过程中选粉系统的模糊控制方法，尤其涉及一种优化P.O.425出磨水泥的颗粒度分布，自动调整选粉机转速和冷风阀开度的方法。
技术介绍
对于闭路流程的水泥粉磨工序，经过粉磨的物料在气流的带动下进入选粉系统，在选粉系统中选粉机旋转叶轮的作用下，细小颗粒顺利通过筛选成为出磨水泥，粗大的颗粒重新进入磨机进行再次粉磨，因此，选粉机叶轮转速的高低，在很大程度上影响着出磨水泥的比表面积和筛余量。而带动物料的气流大小也同样影响着选粉系统的工况，过强的气流，可导致粗颗粒从筛选中逃逸，过弱的气流，则使得原本细小的物料也无法通过筛选，通过冷风阀门进行调节的气流大小也在很大程度上影响着出磨水泥的比表面积和筛余量。以上阐述表明，对选粉系统中选粉机转速和冷风阀门的开度，是选粉系统的关键性控制参数，过大或过小会造成要么出磨水泥的颗粒度分布不合理，影响质量，要么生产过程处于过粉磨状态，影响产量。出磨水泥的水化活性在很大程度上取决于出磨水泥的颗粒度分布情况，将出磨水泥的比表面积和筛余量这两项指标相结合，可以得到颗粒度分布的最佳模型，同时GB175/2013中，国家对出磨水泥的比表面积和筛余量也做了强制规定，所以，闭流水泥粉磨生产过程中，对选粉系统的控制最终是要保证出磨水泥的比表面积和筛余量达到期望值。在实际生产过程中，选粉机转速和冷风阀门开度对比表面积和筛余量的影响程度各有不同，也很难用一个成熟的数学模型来进行描述，一般是操作人员根据经验对选粉机转速和冷风阀门开度进行调节。本专利技术，是设计一个模糊控制器来对选粉系统的这两个控制参数自动调整，以出磨水泥的比表面积和筛余量作为系统的输入，以选粉机转速和冷风阀门开度作为输出，构成一个二输入二输出控制系统。模糊控制系统的运行，兼顾了生产过程的质量和产量两个要素，使闭流水泥粉磨过程中的选粉流程高效运转。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：以GB175/2013国家标准和历史最佳值为依据，建立出磨水泥比表面积和筛余量的隶属函数，以历史数据为基础建立选粉系统转速和冷风阀门开度的隶属函数；对以比表面积和筛余量作为控制系统输入的二维模糊控制器，建立相应的模糊控制规则。根据控制规则建立选粉机转速与比表面积和筛余量的模糊关系矩阵、根据控制规则建立选粉系统冷风阀门开度与比表面积和筛余量的模糊关系矩阵。根据模糊推理合成规则得到模糊控制输出，依模糊控制取值规则，最终获取模糊控制器输出量-即选粉系统选粉机转速增量和冷风阀门开度增量。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：S1、建立变量隶属函数模型：对应于比表面积、筛余量、选粉机转速、冷风阀门开度，分别得到隶属函数如下：式中，μB、μR、μRpm、μTV分别是比表面积、筛余量、选粉机转速、冷风阀门开度的隶属函数。对于比表面积Blaine最佳值偏差而言，与比表面积最佳值的偏差由-30m2/kg至30m2/kg的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为负大NB、负中NM、负小NS、O、正小PS、正中PM、正大PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSB(x)＝0,μPMB(x)＝0,μPBB(x)＝0,且μNSB(x)＝μPSB(-x)μNMB(x)＝μPMB(-x)μNBB(x)＝μPBB(-x)对于出磨水泥筛余量最佳值偏差R80(直径为80μm方孔筛余量)而言，与出磨水泥筛余量最佳值的偏差由-1.2％至+1.2％的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为负大NB、负中NM、负小NS、O、正小PS、正中PM、正大PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSR(x)＝0,μPMR(x)＝0,μPBR(x)＝0,且μNSR(x)＝μPSR(-x)μNMR(x)＝μPMR(-x)μNBR(x)＝μPBR(-x)对于水泥磨选粉机转速最佳值偏差而言，与选粉机转速最佳值的偏差由-60rpm至+60rpm的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为负大NB、负中NM、负小NS、O、正小PS、正中PM、正大PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSRpm(x)＝0,μPMRpm(x)＝0,μPBRpm(x)＝0,且μNSRpm(x)＝μPSRpm(-x)μNMRpm(x)＝μPMRpm(-x)μNBRpm(x)＝μPBRpm(-x)对于选粉系统冷风阀门最佳开度值偏差V而言，与选粉系统冷风阀门最佳开度值的偏差由-12％至+12％的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为NB、NM、NS、O、PS、PM、PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSV(x)＝0,μPMV(x)＝0,μPBV(x)＝0,且μNSV(x)＝μPSV(-x)μNMV(x)＝μPMV(-x)μNBV(x)＝μPBV(-x)S2、建立模糊控制规则；S3、模糊控制输出根据模糊推理合成规则，选粉机转速增量Rpm以及选粉系统冷风阀门开度增量V分别为：式中根据实时采集到的模拟量,对照相应的赋值表，完成变量-比表面积偏移值、筛余量偏移值由基本论域向模糊论域的变换，由(10)式可分别得到是一个1×7的模糊向量。根据(8)式和(9)式，通过计算可分别得到选粉机转速增量Rpm以及选粉系统冷风阀门开度增量V的一个1×7的模糊向量，取值遵循原则为：1)隶属度最大值原则；2)在隶属度值同为最大值情况下，首选等级绝对值最小的等级值。根据Rpm和V的等级值，对选粉机转速和冷风阀开度进行调整。按照上述取值原则，最总可以获得选粉机转速增量Rpm的增量等级，以及选粉系统冷风阀开度增量V的增量等级。本专利技术中根据上述等级划分，得到模糊变量的赋值表：表1.出磨水泥比表面积偏差B赋值表表2.出磨水泥筛余量偏差R赋值表表3.选粉机转速增量Rpm赋值表表4.选粉机旁路风门开度增量V赋值表对于水泥磨选粉系统转速增量模糊控制规则可以归纳如下：1)若负大或正大，则正大；2)若负中且正中或正小，则正中；3)若正中且负中或负小，则正中；4)若负小且正小或负小，则正小；5)若正大或负大，则负大；6)若正中且负中或负小，则负中；7)若负中且正中或正小，则负中；8)若正小且负小或正小，则负小；根据上述控制规则，得到选粉机转速增量Rpm与比表面积偏差B和筛余量R的模糊关系矩阵：对于水泥磨选粉系统冷风阀开度偏差V，模糊控制规则可以归纳如下：1)若负大或正大，则正大；2)若负中且正中或正小，则正中；3)若正中且负中或负小，则正中；4)若负小或正小且正小，则正小；5)若正大或负大，则负大；6)若正中且负中或负小，则负中；7)若负中且正中或正小，则负中；8)若正小或负小且负小，则负小；由以上控制规则，得到选粉系统冷风阀开度增量V与比表面积B和筛余量R的模糊关系矩阵为：本专利技术中，模糊控制周期为5分钟。本专利技术还提供了一种基于上述方法的闭流水泥粉磨选粉模糊控制系统，该模糊控制系统是一个二输入二输出系统，系统的输入量是触摸水泥、出磨水泥筛余量，系统的输出量是选粉机转速和冷风阀门开度。本专利技术中，根据上述方法制定模糊控制规则，并由此生成模糊关系矩阵，模糊向量的取值规则，并最终获得选粉模糊控制系统的控制参数增量；本专利技术中，表征选粉系统最优的特征指标是出磨水泥比表面积和出磨水泥筛余量最佳值，通过调整选粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
水泥磨选粉系统模糊控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立变量隶属函数模型：

【技术特征摘要】
1.水泥磨选粉系统模糊控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立变量隶属函数模型：式中α是随机变量均值，σ是随机变量方差；对应于比表面积、筛余量、选粉机转速、冷风阀门开度，分别得到隶属函数如下：式中，μB、μR、μRpm、μV分别是比表面积、筛余量、选粉机转速、冷风阀门开度的隶属函数；对于比表面积Blaine最佳值偏差而言，与比表面积最佳值的偏差由-30m2/kg至30m2/kg的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为NB、NM、NS、O、PS、PM、PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSB(x)＝0,μPMB(x)＝0,μPBB(x)＝0,且μNSB(x)＝μPSB(-x)μNMB(x)＝μPMB(-x)μNBB(x)＝μPBB(-x)对于出磨水泥筛余量最佳值偏差R80，即直径为80μm方孔筛余量而言，与出磨水泥筛余量最佳值的偏差由-1.2％至+1.2％的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为负大NB、负中NM、负小NS、O、正小PS、正中PM、正大PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSR(x)＝0,μPMR(x)＝0,μPBR(x)＝0,且μNSR(x)＝μPSR(-x)μNMR(x)＝μPMR(-x)μNBR(x)＝μPBR(-x)对于水泥磨选粉机转速最佳值偏差而言，与选粉机转速最佳值的偏差由-60rpm至+60rpm的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为负大NB、负中NM、负小NS、O、正小PS、正中PM、正大PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSRpm(x)＝0,μPMRpm(x)＝0,μPBRpm(x)＝0,且μNSRpm(x)＝μPSRpm(-x)μNMRpm(x)＝μPMRpm(-x)μNBRpm(x)＝μPBRpm(-x)对于选粉系统冷风阀门最佳开度值偏差而言，与选粉系统冷风阀门最佳开度值的偏差由-12％至+12％的大小划为七个等级，该论域模糊语言描述为负大NB、负中NM、负小NS、O、正小PS、正中PM、正大PB，则有当x>0时当x<0时，令μPSV(x)＝0,μPMV(x)＝0,μPBV(x)＝0,且μNSV(x)＝μPSV(-x)μNMV(x)＝μPMV(-x)μNBV(x)＝μPBV(-x)S2、建立模糊控制规则；S3、模糊控制输出根据建立得模糊控制规则，选粉机转速增量Rpm以及选粉系统冷风阀门开度增量V分别为：式中根据实时采集到的模拟量,对照相应的赋值表，完成变量-比表...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雪清，韩前卫，刘洪超，高翔，李建伟，王清江，陈华云，祁耀斌，王月明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42