调节原料混合配比控制器的系统及方法技术方案

调节原料混合配比控制器的系统及方法应用于水泥生产设备。模糊逻辑管理控制器按照目标设定点追踪水泥生产设备模拟器的运行，以获得正确的原料混合与构成。遗传算法通过在连续的有效数位序列中调整模糊逻辑管理控制器的参数来调整其运行。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

System and method for regulating mixing ratio controller of raw material

System and method for regulating mixing ratio controller of raw material used in cement production equipment. The fuzzy logic management controller tracks the operation of the cement production equipment simulator according to the goal setting point, so as to obtain the proper mixing and composition of raw materials. The genetic algorithm adjusts its operation by adjusting the parameters of the fuzzy logic management controller in successive valid digital sequences. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】
可参照的相关申请本申请是1998年11月9日提出的题为“在使用模糊逻辑管理控制器的水泥生产设备中提供原料混合配比控制的系统和方法”的美国专利申请系列中NO.09/189,153的部分继续申请。
技术介绍
本专利技术通常涉及水泥生产设备，特别与水泥生产设备中的调节原料混合配比控制器有关。典型的水泥生产设备使用石灰石、砂石、脱硫剂(sweetener)等做原料来生产水泥。传送带(例如重量计量进料器)分别将这三种原料运送到混合器中进行混合。原料研磨机接收上述混合原料，并将其掺混、研磨成粉末，这个过程被称为“原料混合”。原料研磨机把混合原料送进窑内进行煅烧。为了生产出优质水泥，原料研磨机加工出来的混合原料必须具有符合一定期望值的物理性质。表示混合原料特性的物理性质包括石灰饱和系数(LSF)、铝氧系数(ALM)和硅氧系数(SIM)，这些参数被认为是每种原料中四种金属氧化物(即钙、铁、铝和硅)比值的函数。一般原料研磨机加工出来的混合原料的LSF、ALM和SIM值应当接近给定的设定点。调整原料研磨机加工出来的混合原料的LSF、ALM和SIM值使其符合给定设定点的一种方法，是使用比例控制器来提供闭环控制。一般比例控制器把原料研磨机设定点的偏差作为输入，产生新的目标设定点作为下一个时间间隔的输出。基本上，闭环比例控制器是常规的以追踪误差作为输入产生控制作用来校正误差的反馈控制器。使用闭环比例控制器调整原料研磨机加工出来的混合原料的LSF、ALM和SIM值存在一个问题，即围绕目标设定点存在着太多的波动，太多的波动将导致错误的原料混合，其结果是生产出劣质水泥。为了防止原料研磨机加工出来的混合原料的LSF、ALM和SIM值的波动，需要能够保证用于生产水泥的原料的正确混合与构成的装置和方法。专利技术概述本专利技术涉及系统、方法和储存调节原料混合配比控制器的计算机指令的计算机可读介质。在本实施方案中，存在着多个目标设定点。水泥生产设备模拟器按照多个目标设定点模拟水泥生产设备的运行，模糊逻辑管理控制器按照多个目标设定点控制水泥生产设备模拟器的运行。更具体地说，模糊逻辑管理控制器在水泥生产设备模拟器的多个设定点和多个目标设定点之间追踪误差和追踪误差变化，并向水泥生产设备模拟器提供控制作用使追踪误差趋于最小。与水泥生产设备模拟器和模糊逻辑管理控制器相耦合的调节器使水泥生产设备模拟器与多个目标设定点之间的追踪最优化。附图简述附图说明图1为调节原料混合配比控制器运行装置中的普通计算机系统示意图。图2为使用原料混合配比控制器的水泥生产设备的方框图。图3为图2中由原料混合配比控制器提供的模糊逻辑管理控制的示意图。图4为图3中开环系统的详细示意图。图5为图3中模糊逻辑管理控制器的详细示意图。图6为用于模糊逻辑管理控制器的模糊逻辑比例积分(FPI)控制器的详细方框图。图7为图6中FPI控制器的详细方框图。图8a-8c为用于FPI控制器模糊成员函数的实例。图9为FPI控制器规则集的实例。图10为控制设定点的控制面实例。图11为运用模糊逻辑管理控制提供原料混合配比控制的步骤流程图。图12为图2中调节原料混合配比控制器系统的方框图。图13为调节图5、图6中FPI控制器运行的步骤流程图。图14为图13所示获得性能测量的步骤流程图。专利技术详述图1为调节原料混合配比控制器运行系统中普通计算机系统10的示意图。计算机系统10通常包括处理器12、存储器14、输入/输出设备和连接处理器、存储器和输入/输出设备的数据通道(例如，总线)16。处理器12接收存储器14发出的指令和数据进行各种运算，处理器12包括进行算术和逻辑运算的算术逻辑单元(ALU)和接收存储器14的指令、解码、执行、必要时访问ALU的控制单元。存储器14通常包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，尽管可能还有其他类型的存储器如可编程的只读存储器(PROM)、可擦的可编程的只读存储器(EPROM)和用电可擦的可编程的只读存储器(EEPROM)。此外，存储器14最好包含在处理器12上运行的操作系统。这个操作系统执行的基本任务包括识别输入、发送输出到输出设备、记录文件和目录、控制各种外围设备。输入/输出设备包括键盘18和用于将数据和指令输入计算机系统10的鼠标20。显示器22将计算机已完成的工作告诉使用者。其他输出设备或许包括打印机、绘图机、合成器和话筒。调制解调器或网卡24使计算机系统10能够访问其他计算机和网上资源。大型存储设备26允许计算机系统10永久保留大量数据。大型存储设备可能包括所有类型的磁盘(如软盘、硬盘和光盘)驱动器，以及可以在磁带或许还包括数字音频磁带(CDAT)、数字线性磁带、其他有磁性代码介质上读写数据的磁带驱动器。上述的计算机系统10可能采用手持数字计算机、个人数字辅助计算机、个人计算机、工作站、迷你计算机、大型计算机和超级计算机的形式。图2为使用原料混合配比控制器的水泥生产设备28的方框图。水泥生产设备28使用多个原料30如石灰石、砂石和脱硫剂来生产水泥。另外，需要给原料进行加湿。因为这些原料能够反映出适合生产水泥混合原料的混合物的特征，所以应当明白的理解本专利技术的原理也许还适用于其他类型的用来加工水泥混合原料的原料。可容纳各种类型原料的容器32在传送带34(如重量计量进料器)上移动。原料混合配比控制器36控制着沿传送带34移动的原料的比例。混合器38将沿传送带34移动的部分原料30进行混合。原料研磨机40接收混合器38中的混合原料42进行掺混、研磨成混合原料。原料研磨机40将混合原料送至窑44中进行煅烧。正如上面提到的，最好原料研磨机40加工出来的混合原料具有符合一定期望值的物理性质。在本专利技术中，物理性质是LSF、ALM和SIM。这些性质被认为是每种原料中四种金属氧化物(即钙、铁、铝和硅)比值的函数。安装在传送石灰石的传送带34上的传感器如IMAQUARCONTTM传感器用于测量当前石灰石中钙、铁、铝和硅的含量。人工中那些熟练的将认识到，对于其他原料如果需要的话可以使用一个以上的传感器。一般原料研磨机加工出来的混合原料的LSF、ALM和SIM值应当接近给定的目标设定点。另一种传感器如IMA IMACONTM传感器用于测量目前混合物42中钙、铁、铝和硅的含量。虽然本专利技术是根据LSF、ALM和SIM等物理性质来描述的，本领域技术人员将认识到，表示混合原料特征的其他物理性质也在本专利技术的范围内。原料混合配比控制器36连续改变在进入原料研磨机40之前混合过的原料30的比例，以使LSF、ALM和SIM接近期望的目标设定点，使波动尽可能少。原料混合配比控制器36运用模糊逻辑管理控制连续改变原料比例。特别地，模糊逻辑管理控制把目标设定点和原料化学成份作为输入来产生连续改变原料比例的控制作用。混合器38对模糊逻辑管理控制测定后的原料比例进行混合，原料研磨机40把混合物42研磨成混合原料。图3为由原料混合配比控制器36提供的模糊逻辑管理控制的示意图。由原料混合配比控制器提供的模糊逻辑管理控制有两个主要部分，模糊逻辑管理控制器50和开环系统52。模糊逻辑管理控制把S*和P作为输入来产生S作为输出，其中S*是目标设定点，P是原料过程成份矩阵，S是实际设定点。有关这些变量更详细的讨论将在后文中显示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节原料混合配比控制器的系统，其中包括：多个目标设定点；按照多个设定点模拟水泥生产设备运行的水泥生产设备模拟器；按照多个目标设定点控制水泥生产设备模拟器运行的模糊逻辑管理控制器，其中模糊逻辑管理控制器在水泥生产设备模拟器的多 个设定点与多个目标设定点之间追踪误差和追踪误差变化，并对水泥生产设备模拟器提供控制作用，使追踪误差减到最小。连接水泥生产设备模拟器和模糊逻辑管理控制器的调节器，用来优化水泥生产设备模拟器和多个目标设定点之间的追踪。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：PP邦尼索尼，YT陈，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]