稳定土厂拌设备水泥流量的控制对生产成本和产品质量起了至关重要的作用,在稳定土配料中水泥虽然仅占5%左右的配比,但却占成本的一半以上,而且其配比的控制精度对稳定土的质量有决定性的影响。本文所介绍智能化稳定土厂拌设备的计算机控制系统采用神经元预测控制对水泥流量进行控制<4>,取得了良好的效果。
水泥流量控制的机械构造如,其控制方式是通过下位机PLC给变频器控制信号,再由变频器控制电机(带动喂料叶片),在水泥喂料机下是一个转速恒定的水泥给料机(平螺旋),通过平螺旋的称重压力传感器反馈给PLC信号,经PLC计算可得水泥实际流量的反馈值,从而实现闭环控制。长期以来对其的控制都是采用常规PID的控制算法,虽然PID具有结构简单、易于实现等优点,但实际生产中常规PID的控制算法控制效果并不理想。由于水泥喂料机密封性不是很好、水泥凝块堵料,水泥给料机(平螺旋)从喂料机得料,经螺旋输送到压力传感器称重有较大的时延,造成水泥流量被控对象的数学模型具有一定的时变性,不确定性,大纯滞后性,而常规PID控制器的参数是根据调试人员经验一次调试整定之后较长时间固定下来,显然常规PID控制器难以达到控制要求。针对水泥控制的这些难点,采用了神经元预测控制器。
神经元预测控制器该神经元预测控制器的模型如,整个控制系统由2个神经元组成,分别为一个单神经元预测器,和一个单神经元PID控制器。其设计的基本思路是结合预测控制思想,在单神经元PID控制器的基础上,添加一个单神经元Levinson预测器预测系统未来d步的输出值,采用该预测值作为单神经元PID控制器的反馈量。由于纯滞后的影响,当前拍的控制量要经过纯滞后d拍后,才会对控制对象产生作用,所以预测d拍后的对象输出值来指导当前拍控制量大小的计算,可以大大提高系统的控制能力和快速响应能力。
单神经元PID算法在水泥流量控制中的应用单神经元预测控制在水泥流量控制的应用效果实际应用中,将单神经元预测控制算法直接写在下位机PLC(西门子S7200)程序里。这里被调参数为水泥流量,控制作用为电机转速。通过实际流量的反馈值,经过单神经元预测控制算法计算输出控制信号,通过变频器控制电机(带动喂料叶片)的转速,由于主要调整参数只有一个K,所以现场调试相当简单,实际应用控制增益K取为12.6.
实际应用效果。通过实际应用可以看出,单神经元控制器在稳定土厂拌设备的水泥流量控制中的应用效果良好,生产相当稳定,水泥配比精度可以控制在1%以内,大大地提高了稳定土厂拌设备的性能。从生产实践可以看出,对于具有较大的时变性、不确定性、纯滞后性的控制对象,神经元预测控制器是一种很好的解决方案。