一种粉磨系统的协调优化控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种粉磨系统的协调优化控制方法，属于自动控制技术领域，包括：从集散控制系统中获取被控变量和操纵变量；根据被控变量和操纵变量之间的函数关系，计算下一步被控变量，以使所述集散控制系统根据下一步的被控变量实现对粉磨系统中被控变量的调整；采用专家回路控制对系统的产量进行实时动态的优化，并设置产量动态优化的限制条件。与传统的通过操作员依据自己对产量的直观感觉，判断是否需要提高循环风机转速相比，更加准确。

A coordinated optimal control method for grinding system

【技术实现步骤摘要】
一种粉磨系统的协调优化控制方法
本专利技术涉及自动控制
，特别涉及一种粉磨系统的协调优化控制方法。
技术介绍
辊压机粉磨系统是粉磨系统中常用的一种工艺配置，目前粉磨系统的控制过程一般依靠人工根据实验室定时的人工取样化验结果，对系统进行手动调节。这种方法存在的主要问题在于：一是，根据物料易磨性的差异，系统产量存在波动，导致小仓出料量随之波动，中控操作员只有在小仓仓位有明显变化的时候才会调整小仓进料，大幅度小频率的小仓进料的手动调整，无法做到对小仓仓位的稳定控制，无法保证低仓位运行时，操作不及时的空仓顾虑，也无法保证入辊压机物料颗粒分布的稳定性，进而无法保证辊压机的高效稳定的运行。二是，人工调节方式无法做到对系统的实时调整，工艺参数的波动较大，稳定性无法保证。而操作人员在工艺参数波动的同时，要保证水泥成品质量的合格，必然会将水泥磨的更细，水泥的比表面积更高，导致无法做到卡边优化，造成系统产能浪费。三是，操作员手工调节方式，由于不同的操作员有不同的操作习惯和调整方式，系统的操作一致性无法保证。同时操作员是基于当前的系统参数进行调整，大多依靠各自的操作经验，在调整频率偏低的情况下，对调整幅度没有一个科学合理的计算方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，以实现对粉磨系统的精确控制。为实现以上目的，采用一种粉磨系统的协调优化控制方法，包括如下步骤步骤S1至S6：S1、从集散控制系统中获取被控变量和操纵变量；S2、根据被控变量和操纵变量之间的函数关系，计算下一步被控变量，以使所述集散控制系统根据下一步的被控变量实现对粉磨系统中被控变量的调整；S3、每隔固定周期t1计算当前周期t1内粉磨系统的平均产量，并将计算得到的平均产量与上一周期t1内粉磨系统的平均产量进行比较；S4、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量增加，则继续增加循环风机转速；S5、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量不变，则保持循环风机转速不变；S6、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量减少，则减小循环风机转速。进一步地，所述粉磨系统包括开路磨系统、生料终粉磨系统和双闭路磨系统。进一步地，在所述粉磨系统为开路磨系统或双闭路磨系统时，在所述步骤S2之后，还包括：将固定采样时间段内化验室检测的产品比表面积与在线检测的产品比表面积进行比较，若在线检测的产品比表面积与化验室检测的产品比表面积之差大于某一允许值，则保持循环风机转速不变；若不大于该允许值，则依次执行所述步骤S3～S6。进一步地，在所述粉磨系统为生料终粉磨系统时，还包括：每隔固定采样时间段，将该采样时间段内化验室检测的筛余与在线检测的筛余进行比较，若在线检测的筛余与化验室检测的筛余之差小于某一允许值，则保持循环风机转速不变。若不小于该允许值，则依次执行所述步骤S3～S6。进一步地，在所述粉磨系统为开路磨系统或生料终粉磨系统时，辊压机系统内设置有第一选粉机，在所述步骤S2之后，还包括：每隔固定周期t2计算当前周期t2内第一选粉机的平均转速，并将当前周期t2内第一选粉机的平均转速与设定的平均转速值进行比较；若当前周期t2内第一选粉机的平均转速大于设定的平均转速值，则循环风机转速不变；若当前周期t2内第一选粉机的平均转速小于或等于设定的平均转速值，则依次执行所述步骤S3～S6。进一步地，在所述粉磨系统为双闭路磨系统时，辊压机系统内设置有第一选粉机和第二选粉机，还包括：每隔固定周期t3计算当前周期t3内第一选粉机的平均转速，并将当前周期t3内第一选粉机的平均转速与设定的第一平均转速值进行比较；若当前周期t3内第一选粉机的平均转速大于设定的第一平均转速值，则循环风机转速不变；若当前周期t3内第一选粉机的平均转速小于或等于设定的第一平均转速值，则依次执行所述步骤S3～S6；每隔固定周期t4计算该周期t4内第二选粉机的平均转速，并将平均转速与设定的第二转速值进行比较；若周期t4内第二选粉机的平均转速大于设定的第二转速值，则循环风机转速不变；若周期t4内第二选粉机的平均转速小于或等于设定的第二转速值，则按照产量优化的判断结果执行。进一步地，所述根据被控变量和操纵变量之间的函数关系，计算下一步被控变量，以使所述集散控制系统根据下一步的被控变量实现对粉磨系统中被控变量的调整，包括：建立被控变量和操纵变量之间的函数关系，得到被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵；根据预先构建的被控变量计算模型，计算下一步的被控变量，该预先构建的被控变量计算模型为：其中：ut为下一步的被控变量，ut-1为上一步的被控变量，W为柔化跟踪轨迹矩阵，H为被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵，G2为模型参数系数矩阵，λ为控制加权系数，γ为阶梯因子，NU为控制步长，T为转置符号；将所述下一步的被控变量发送给所述集散控制系统，以使所述集散控制系统根据所述下一步的被控变量实现对所述粉磨系统中被控变量的调整。进一步地，所述建立被控变量和操纵变量之间的函数关系，得到被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵，包括：建立所述被控变量和操纵变量之间的函数关系式为：A(q-1)yt＝B(q-1)ut-d+ξt/Δ，其中，A(q-1)＝a0+a1q-1…anαq-1；B(q-1)＝b0+b1q-1…bnbq-1，yt为t时刻的操纵变量，ut表示t时刻的被控变量，{ξt}是零均值方差有界不相关的随机噪声序列，d是系统最小纯延时步数，Δ是差分因子，Δ＝1-q-1，q-1为向后平移因子；将获取的所述操纵变量和被控变量代入所述被控变量和操纵变量之间的函数关系式，辨识系数A(q-1)和B(q-1)，从而得到操纵变量和被控变量之间的线性组合矩阵。进一步地，所述粉磨系统为开路磨系统时，系统包括三组被控变量和操纵变量，分别为磨机尾排和磨头负压、辊压机系统选粉机和成品质量以及总喂料量和小仓仓重；所述粉磨系统为双闭路磨系统时，系统包括四组被控变量和操纵变量，分别为磨机尾排和磨头负压、磨系统选粉机和成品质量、辊压机系统选粉机和磨机电流、以及总喂料量和小仓仓重；所述水泥粉磨系统为生料终粉磨系统时，系统包括两组被控变量和操纵变量，分别为辊压机系统选粉机和成品质量以及总喂料量和小仓仓重。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本专利技术通过将先进过程控制算法应用到粉磨系统中，根据操纵变量对系统的被控变量进行实时在线调节。并借助于专家控制回路，根据DCS的实时产量在周期t1内的积分，再平均到t1时间段，得到t1时间段内的平均产量，并根据相邻周期t1内的系统平均产量，对系统产量进行实时的动态的优化。与传统的通过操作员依据自己对产量的直观感觉，判断是否需要提高循环风机转速相比，更加准确。附图说明下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述：图1是一种粉磨系统的协调优化控制方法的流程示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤S1至S6：/nS1、从集散控制系统中获取被控变量和操纵变量；/nS2、根据被控变量和操纵变量之间的函数关系，计算下一步被控变量，以使所述集散控制系统根据下一步的被控变量实现对粉磨系统中被控变量的调整；/nS3、每隔固定周期t1计算当前周期t1内粉磨系统的平均产量，并将计算得到的平均产量与上一周期t1内粉磨系统的平均产量进行比较；/nS4、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量增加，则继续增加循环风机转速；/nS5、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量不变，则保持循环风机转速不变；/nS6、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量减少，则减小循环风机转速。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤S1至S6：
S1、从集散控制系统中获取被控变量和操纵变量；
S2、根据被控变量和操纵变量之间的函数关系，计算下一步被控变量，以使所述集散控制系统根据下一步的被控变量实现对粉磨系统中被控变量的调整；
S3、每隔固定周期t1计算当前周期t1内粉磨系统的平均产量，并将计算得到的平均产量与上一周期t1内粉磨系统的平均产量进行比较；
S4、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量增加，则继续增加循环风机转速；
S5、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量不变，则保持循环风机转速不变；
S6、若当前周期t1内粉磨系统的平均产量减少，则减小循环风机转速。


2.如权利要求1所述的粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，所述粉磨系统包括开路磨系统、生料终粉磨系统和双闭路磨系统。


3.如权利要求1所述的粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，在所述粉磨系统为开路磨系统或双闭路磨系统时，在所述步骤S2之后，还包括：
将固定采样时间段内化验室检测的产品比表面积与在线检测的产品比表面积进行比较，若在线检测的产品比表面积与化验室检测的产品比表面积之差大于某一允许值，则保持循环风机转速不变；
若不大于该允许值，则依次执行所述步骤S3～S6。


4.如权利要求2所述的粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，在所述粉磨系统为生料终粉磨系统时，还包括：
每隔固定采样时间段，将该采样时间段内化验室检测的筛余与在线检测的筛余进行比较，若在线检测的筛余与化验室检测的筛余之差小于某一允许值，则保持循环风机转速不变。
若不小于该允许值，则依次执行所述步骤S3～S6。


5.如权利要求2所述的粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，在所述粉磨系统为开路磨系统或生料终粉磨系统时，辊压机系统内设置有第一选粉机，在所述步骤S2之后，还包括：
每隔固定周期t2计算当前周期t2内第一选粉机的平均转速，并将当前周期t2内第一选粉机的平均转速与设定的平均转速值进行比较；
若当前周期t2内第一选粉机的平均转速大于设定的平均转速值，则循环风机转速不变；
若当前周期t2内第一选粉机的平均转速小于或等于设定的平均转速值，则依次执行所述步骤S3～S6。


6.如权利要求2所述的粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，在所述粉磨系统为双闭路磨系统时，辊压机系统内设置有第一选粉机和第二选粉机，还包括：
每隔固定周期t3计算当前周期t3内第一选粉机的平均转速，并将当前周期t3内第一选粉机的平均转速与设定的第一平均转速值进行比较；
若当前周期t3内第一选粉机的平均转速大于设定的第一平均转速值，则循环风机转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，殷志峰，王虔虔，许瑞康，丁浩，高霖，罗衡，范宗民，
申请(专利权)人：中建材合肥粉体科技装备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34