高压辊磨工序料重过程的智能PID控制器、控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了高压辊磨工序料重过程的智能PID控制器、控制方法及系统，高压辊磨工序料重过程的智能PID控制器以缓冲仓上设置的料重传感器反馈的料重信号和皮带传送机上靠近缓冲仓一侧设置的电流传感器反馈的皮带电机电流信号为输入，输出振动给料机的频率；PID控制器的第一参数根据当前工况进行实时更新；第一参数包括：采样周期、控制输出上限和控制输出下限。本发明专利技术中，通过基于工况分析，结合实际高压辊磨料重过程特性，改变常规的PID调节方式，将PID控制器的采样周期T、控制量上限U

【技术实现步骤摘要】
高压辊磨工序料重过程的智能PID控制器、控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能控制
，特别是涉及一种基于工况分析的高压辊磨工序的料重过程的智能PID控制器、控制方法及系统。

技术介绍

[0002]在选矿生产过程中，破碎后的矿石粒度是影响后续磨选工序的关键指标，高压辊磨机是矿石破碎的关键设备，其上方缓冲仓料重的高低将会直接影响高压辊磨机的动辊和定辊对矿石的挤压破碎效果，料重不合适常常造成辊偏，甚至使辊磨机出现严重故障导致停机，造成选矿过程无法有效连续生产。
[0003]在选矿实际建设过程中，由于基建、投入等因素影响，料重过程的执行机构(振动给料机)与检测机构(料重传感器)距离较远，往往通过长距离的皮带输送机将矿石从执行机构输送到高压辊磨缓冲仓内，这会造成高压辊磨机的料重的控制系统存在大滞后。且由于采用长距离皮带输送机输送矿料，必须考虑其负荷过载(电流不能超限)问题，否则负荷过大，导致皮带输送机打滑、跑偏、溜堵等情况发生，甚至造成电机烧坏，影响选矿正常生产。同时，破碎筛分工序的矿石粒度波动大，引起高压辊磨设备破碎工况多变，使辊磨研磨后的不合格粒度矿石返砂量波动大，造成料重频繁波动。基于以上原因，难以采用常规PID控制策略对高压辊磨工序料重过程进行控制。目前采用的方式是现场操作人员在集中控制室，手动调节振动给料机的频率，调整缓冲仓的进料量，但是这种人工控制方式不可避免的存在难以将料重稳定在工艺范围内的问题。
[0004]此外，在选矿生产过程中，设备往往会运行在各种工况下，而不同工况对参数控制的影响是不同的，然而，采用传统PID控制策略进行参数控制时往往不会考虑设备运行工况，虽然能够实现相应的参数控制，但是难以达到良好的控制效果。如专利号：CN201010284893.9《选矿厂磨矿智能分级控制方法及控制设备》，该专利通过利用传统的串级PID控制完成了对浓度控制，但是串级PID自身的缺点导致整个控制器参数较为复杂，且其在控制浓度过程中未曾考虑运行工况对浓度控制的影响。专利号：CN201911110792.7，专利名称为《选矿浮选机液位自动控制系统及控制方法》，在这个专利中虽然利用PID控制策略完成了液位控制，但其同样无法适应选矿工況的变化，难以有效进行控制。

技术实现思路

[0005]为了解决目前选矿厂高压辊磨工序的缓冲仓料重自动控制问题，本专利技术提供一种基于工况分析的高压辊磨工序的料重过程的智能PID控制器、控制方法及系统，根据常规PID控制在应用大滞后系统和工况多变的缺点，将其与高压辊磨工序的工况数据分析相结合，提出一种基于工况分析的智能PID控制器，自动调整振动给料机频率和高压辊磨设备料重，解决实际生产过程中的高压辊磨料重控制问题，切实提高其自动控制水平，满足工艺生产要求。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器，所述PID控制器以缓冲仓上设置的料重传感器反馈的料重信号和皮带传送机上靠近缓冲仓一侧设置的电流传感器反馈的皮带电机电流信号为输入，输出振动给料机的频率；所述PID控制器的第一参数根据当前工况进行实时更新；所述第一参数包括：采样周期、控制输出上限和控制输出下限。
[0008]进一步地，所述PID控制器的第一参数根据当前工况进行实时更新，包括：
[0009]根据被控过程反馈的数据波动情况，分析高压辊磨工序的振动给料机到缓冲仓料重过程的工况；
[0010]根据分析出的工况进行决策输出，对所述PID控制器的所述第一参数进行更新；
[0011]将参数更新后的所述PID控制器输出的当前时刻的频率设定值给定到振动给料机，得到被控过程反馈的数据波动情况，返回执行根据被控过程反馈的数据波动情况，分析高压辊磨工序的振动给料机到缓冲仓料重过程的工况。
[0012]进一步地，所述被控过程包括：皮带过程和缓冲仓过程。
[0013]进一步地，所述被控过程反馈的数据波动情况，包括：
[0014]所述皮带过程的皮带电流反馈和所述缓冲仓过程的缓冲仓料重反馈。
[0015]进一步地，所述PID控制器为带死区PID控制器。
[0016]又一方面，本专利技术还提供了一种高压辊磨工序料重过程的智能PID控制方法，利用上述高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器进行高压辊磨工序料重过程的控制，包括：
[0017]根据实际高压辊磨料重过程特性，对所述PID控制器的所述第一参数进行初始化；
[0018]在料重设定值的预设范围内，对所述高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器的第二参数进行整定；所述第二参数包括：比例参数、积分参数和微分参数；
[0019]根据当前工况实时更新所述第一参数；
[0020]将参数更新后的所述PID控制器输出的当前时刻的频率设定值给定到振动给料机，将高压辊磨过程的料重稳定在工艺要求的范围内。
[0021]进一步地，对所述高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器的第二参数进行整定，包括：
[0022]采用试凑法和工程经验对所述高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器的第二参数进行整定。
[0023]进一步地，还包括：对所述PID控制器的死区参数进行初始化。
[0024]又一方面，本专利技术提供了一种高压辊磨工序料重过程的智能PID控制系统，所述PID控制系统包括上述高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器。
[0025]本专利技术的优点和积极效果：本专利技术中，通过基于工况分析，结合实际高压辊磨料重过程特性，改变常规的PID调节方式，将PID控制器的采样周期T、控制量上限U
max
、控制量下限U
min
的参数作为智能控制器的调节变量，通过调节振动给料机的频率将高压辊磨料重控制在工艺目标要求的区间内，提高高压辊磨工序的工作效率。通过该方法不仅能自适应高压辊磨生产工况的变化，更能提高高压辊磨设备的破碎效率。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例中一种高压辊磨工艺流程图；
[0028]图2为本专利技术实施例中一种高压辊磨前缓冲仓料重智能PID控制策略示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例中一种高压辊磨工艺的工况分析和决策示意图；
[0030]图4为本专利技术实施例中一种高压辊磨料重控制趋势图；
[0031]图5为本专利技术实施例中一种皮带输送机电机电流趋势图。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供了一种基于工况分析的高压辊磨工序的料重过程的智能PID控制器、控制方法及控制系统，涉及工艺分析、工况识别与决策输出、PID控制策略等相结合的先进智能控制技术对选矿过程中的高压辊磨机工序的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器，其特征在于，所述PID控制器以缓冲仓上设置的料重传感器反馈的料重信号和皮带传送机上靠近缓冲仓一侧设置的电流传感器反馈的皮带电机电流信号为输入，输出振动给料机的频率；所述PID控制器的第一参数根据当前工况进行实时更新；所述第一参数包括：采样周期、控制输出上限和控制输出下限。2.根据权利要求1所述的一种高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器，其特征在于，所述PID控制器的第一参数根据当前工况进行实时更新，包括：根据被控过程反馈的数据波动情况，分析高压辊磨工序的振动给料机到缓冲仓料重过程的工况；根据分析出的工况进行决策输出，对所述PID控制器的所述第一参数进行更新；将参数更新后的所述PID控制器输出的当前时刻的频率设定值给定到振动给料机，得到被控过程反馈的数据波动情况，返回执行根据被控过程反馈的数据波动情况，分析高压辊磨工序的振动给料机到缓冲仓料重过程的工况。3.根据权利要求2所述的一种高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器，其特征在于，所述被控过程包括：皮带过程和缓冲仓过程。4.根据权利要求4所述的一种高压辊磨前缓冲仓料重PID控制器，其特征在于，所述被控过程反馈的数据波动情况，包括：所述皮带过程的皮带电流反馈和所述缓冲仓过程的缓冲仓料重反馈。5.根据权利要求1所述的一种高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴天佑，李明宇，王兰豪，程思宇，白林娜，宋延杰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：