焦炉集气管压力智能控制系统的设计

第卷期第年月

煤炭科学技术

焦炉集气管压力智能控制系统的设计蔡丽童敏明戴新联中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州,

,

,

摘要针对集气管压力控制系统是一个多变量。

、

多扰动强揭合复杂非线性系统没有精确的数,

、

,

学模型采用模糊控制算法和模糊解祸规则相结合的方式控制集气管压力通过建立机前吸力监督级控制关键词,

对整体系统进行协调,

。

实践应用表明该智能控制系统保证了压力系统调节的协调性,

、

稳

定性和快速性提高了对工况变动和干扰的适应性中图分类号文献标志码

。

集气管压力模糊控制模糊解祸规则智能控制文章编号一

一

一

一

一

。反八

必

战。

门

召

咭

,

咭,

火

‘

嚼,

,

毗

,

卯即,

罗

,

罗

概

述座,

模糊控制算法与模糊解藕规则相结合的方式智能控制集气管压力型焦炉和,,

建立总管机前吸力监督级控制使一。

,

充州矿区焦化厂现有固式焦炉共,

座捣,

焦炉集气管压力稳定在

个集气管分成组,

每个集气

管在组内汇总后如图所示。

再连通到鼓风机前集气总管上。

焦炉集气管压力控制个集气管分别设有控制阀因此总的控制原则是独立控制模糊解藕、、、

通过调节各翻板开度及鼓风机机前吸

,

力来保证集气管压力稳定在设定范围内号号集气管型焦炉号型焦炉

兼顾鼓风机总管调节、

。

因此焦炉集气管压力模糊控制设计分为集气管压力捣固式焦炉」集气管号

回路模糊控制设计模糊解祸控制设计

总管吸力

号集气管

号集气管

监督级控制设计部分

。

储气罐

鼓风机

集气总管

焦炉单集气管压力回路控制

集气管压力回路模糊控制系统的结构如图示。

所,

各单集气管压力控制回路以压力为被调量,

各,

图

系统工艺流程,

翻板开度为控制量

采用可调因子模糊控制算法,

集气管压力系统是一多变量藕合系统各单集气管之间并联串联,,,

即根据偏差和偏差变化率的不同来相应改变调节因

存在负祸合关系总管与单管之间,,

子主

。

当偏差和偏差变化率较大时当偏差为中度以上时,,,

以减小偏差为

存在正祸合关系系统的精确模型难于确因此采,

以调节偏差为主

当偏。

定且相互影响的延迟不同存在大扰动用传统的控制方法难于实现有效调节。

差较小时

开始以调节精度为主,

当偏差到达要求以零调节为主

为此

提出

范围时

由于翻板调节的滞后性

蔡丽等焦炉集气管压力智能控制系统的设计

年第期

组间解藕是根据组间的压力波动情况和翻板阀‘

定值给

推理‘巨化亡旦规则习

日糊

州反川糊化月模日模「模糊门二

蘸哑节「两蘸石、

开度情况二次修正各单集气管翻板阀的控制增量

,

实现各焦炉压力平衡设经组内解藕后量语言变量为‘,

。

,

各单集气管翻板阀的控制增’,,,,,

模糊控制器

设

组压力控

制平均调整量图

,

和认为二‘‘‘‘

集气管压力回路模糊控制系统结构

模糊控制规则是根据专家或操作人员的经验总。压力偏差变化结确定的其中设压力偏差为,

。

将量,

,

呢和吸作为组间解祸控制规则的输人量。,

,

率为,

。、

输出实际控制量为。

。

,

偏差

、

偏差变化率,

组间解藕规则输出量作为控制增量的组间解藕修正

和控制输出的增量模糊化对应的语言变量分别是和、

和矶

根据经验规则得到组间解藕相似规,

其语言值论域采用、、、

级

为,,

负大,

、

则控制修正表设语言变量等级值变量为藕后叭的函数。,,

,

,

,

,

,

矶的

负中负小零正小正中正大域采用,

、

等级值论。

二

,

,

,

。

,

,

是组内解

级

,

为

一

,

一。

,

一

,

“

与

,

,

由组间模糊解祸控制表得出二,

控制规则采用“

“

的形式构成规则

表综合规则表可表示为二

,

二

仁

。

一

〕。,

、

二

二

,

其中

为可调因子

,

随的变化而变化具。

最后

,

经过组内解祸和组间解藕修正的各单集‘,

体

值根据现场工况调试确定组内解祸

气管的输出控制调节量为尹一‘

,

,

“

,

‘’

,

‘’

。

焦炉集气管组内和组间模糊解祸控制组内解藕主要指组内个集气管,

二

,

一

双,

二二

一

一

,,

,

刃

当一个压力。

,,

二

,

叨

沙

功、

波动时会影响另一个,

,

所以它的调节是通过修正

,

认

‘

各单集气管翻板阀输出控制增量来实现的组内解祸控制规则选取

焦炉总管机前吸力监督级控制总管吸力调节作为压力控制监督级,

个控制回路的控制增,

是以集气

量、

和矶作为输人量控制增量的修正值。

,

和

总管蝶阀开度作为控制量度作为输人量。

,

以各单集气管翻板阀开

矶作为输出量、、

其语言值论域采用、

级

,

为

负

其主要目的在于使各单集气管翻板,

大负小零正小正大设语言变量,,,,

。

阀具有较好的调节

状态,

避免在焦炉有较大干扰时即阀门处于其死区内但,,

认

,

叭,。

矶的等级值变量为,

其开度调节至极限状态因此采用递阶控制。

,

。

。

,

。

关和关是二

与

,

,

由组内

由于总管调节较大时会引起各单调节回路的波动当各翻板阀到达一定开度时。

模糊解藕控制表得出的函数关关最后和‘。,

,

则启动总管调节呈正比例变化。’,

,

调节量随开度偏离敏捷区的大小,

,

减少系统调节波动,

经组内解藕补偿后蝶阀的控制量为

特别是对于加煤时

压力波动较大

,

各单集气,

管翻板阀开度很容易落人死区,,

因此,

,

应根据压力

波动情况和翻板阀开度来调节总管蝶阀开度公

实现

各单集气管压力的平稳一,

、

快速调节

使其稳定在

组间解揭

内

。

由于组内焦炉之间管道相对较短对较长,

组间管道相,

因此组内藕合较组间解藕的作用要明显,

系统软件实现操作系统软件采用为组态模块、,

作用时间要快上再做处理。

所以组间解祸要在组内解藕的基础

应用软件分。

控制模块和通信模块

部分

组态模

年第期

煤炭科学技术,

第

卷

块采用、

组态软件通过组态软件本身实现系

统的模拟数字量的输人输出接口以及人机接口界面等显示。

结

语,

该系统针对焦炉集气管压力对象的实际特点承担的实时监测,,

由于考虑到、

、

动态画面

采用集气管压力模糊控制实现了集气管压力的稳定控制使集气管压力被控制在一个合理的范围,

,

历史数据记录等任务较多。

因此各回路控制

算法采用

编写并外挂而控制参数的修改则在

内当出现扰动时能快速调节达到稳定确保集

。

,

,

中实现通信模块也采用的通信采用数据传送给调度室。。

编写模块与

,

气管压力稳定在工艺要求的范围内不再有跑烟冒,

方式通过通信模块将有关

火现象减少环境污染节能效果明显的控制效果经济效益和社会效益参考文献、

,

,

,

具有良好

。

系统运行效果系统投人运行以来其控制指标达到设计指,

尸』厂‘,

』,‘一

张化光复杂系统的模糊辨识与模糊自适应控制【阳东北大学出版社,

沈

标压力的波动在设定值的士,

以内在正常,

。

工况下

,

部分集气管压力控制曲线如图所示土,,

各、厂}八曰、斗}飞「一

戎月莉计算机模糊控制原理及其应用【〕北京北京航空航天大学出版社《,

焦炉集气管压力控制在可在较短时间内恢复正常只朽枷进。

内在推焦

韩金旭模糊控制在焦炉自动控制系统上的应用业自动化,

〕制造

加煤等大扰动情况下控制曲线如图所示

压力

刘晓强

焦炉集气管分管压力自适应模糊控制算法【」

辽宁工程技术大学学报王学武工少戳犷

自然科学版

,

焦炉集气管压力的复合控制〔〕化工自动化及仪域

表尸了

,

刁

,}

舒雄鹰基于计算机测量与控制,

的焦炉集气管压力专家控制系统【〕

时刻

蔡丽焦炉集气管压力智能控制系统【〕昆明

昆明

图

正常工况焦炉集气管压力曲线

理工大学

,

工少了瑕

目只巧进和

匕比,

作者简介蔡,

丽

一

,

女

,

江苏徐州人。

,

博士研究

生讲师研究方向为检测技术与智能传感器装置,

一

时刻

图

大扰动集气管压力曲线

收稿日期

一

一

责任编辑赵

瑞

上接第,

页一

究矿业安全与环保,

,

区内的风流控制

防止火灾发生时有毒有害气体的、

几弓‘

一,‘飞

王德明

矿井火灾救灾决策支持系统的研制【〕徐州,

扩散并可及时将火灾产生的有害气体排出矿井应急救援系统结构简单操作方便用于火灾时期,

中国矿业大学

戚宜欣矿井火灾救灾专家系统的研究〔〕徐州矿业大学,

中国

的远程控制具有一定的优越性在火灾烟流控制中有广阔的推广应用价值输系统的研究,

,

周心权

我国矿井环境模拟和控制技术的研究发展,

〕

。

中国安全科学学报

通过对大屯煤电公司龙东矿具体运输巷运可为本矿区及其他矿区的矿井建立。

作者简介,

何新建

一

,

男

,

河南信阳人

,

中国矿业大

火灾应急救援系统提供借鉴参考文献

学博士研究生主要从事煤矿瓦斯爆炸防治与监测监控技术的研究作。,

一

由

收稿日期【〕蒋曙光,

一

一

责任编辑

王晓珍

曹大成

,

冯学武

远控风门胶带巷防火系统的研