球磨机控制系统的总结与展望

导读:本文对球磨机制粉系统的特性进行了详细的分析，对球磨机制粉系统的控制和优化运行提出了一些新颖的思路和方法。

球磨机控制系统的总结与展望 钢球球磨机作为主要的制粉设备之一，具有可磨煤种多、可靠性高、使用时间长、维护量小等优点，已广泛应用于国内外的火力发电厂中。

但是球磨机制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统，各控制量和被控量之间存在着相当严重的耦合，这些因素使得基于经典PID方法设计的控制方案多年来几乎没有一套能正常投入运行。

即使投入部分自动，也难以保证磨煤机处在最佳工况，即难以同时保证球磨机的出力大且制粉电耗低的要求。

所以长期以来，球磨机制粉系统一直采用人工手动控制。

因此如何有效地实现这一设备的自动控制和优化运行具有重要的理论意义和现实意义。

本文重点研究了以下几个球磨机方面的问题： 1、本文介绍了模糊控制的理论基础、模糊控制器的结构和原理及模糊控制器的设计过程。

简要介绍了球磨机制粉系统的工作原理，介绍了国内目前制粉系统控制的现状，简要介绍了模糊控制的历史和现状，以及模糊控制在电厂热工生产过程控制中的应用。

2、本文研究了球磨机制粉系统的对象特性及相关的动态数学模型。

研究了制粉系统由磨煤机热风门、冷风门、给煤量对磨煤机入品负压、出口温度和磨煤机负荷的阶跃响应特性，对制粉系统的多变量、强耦合的特性作了详细的分析。

3、根据制粉系统的具体特点，本文将它划分为几个相对独立的子系统。

由于热风量和冷风量对球磨机的入品负压和出口温度有显著的影响，因此，可以把这一过程视为一个2*2的多变量对象，二个输入量分别为热风调门开度和冷风调门开度，二个输出变量分别为磨煤机入口负压、出口温度。

针对这一多变量对象，设计了一个多变量模糊控制系统。

整个模糊控制系统分为二级，第一级是由两个模糊控制器组成，第二级则为模糊解耦算法，解除了多变量对象之间的耦合作用，得到最终的热风门、冷风门的开度指令。

用同样的方法还解决了排粉机入口负压和入口温度的控制问题。

4、由于球磨机的负荷是一个相对独立的系统，而该系统的最大问题是被调量无法精确测量，闭环控制系统无法正常工作。

针对这一特点，本章提出了一个基于制粉系统电耗最小的优化开环控制方法，从而不仅避开了对球磨机负荷的测量，从而确保了制粉系统工作在一个较节能的状态。

5、对于排粉机出口压力（锅炉一次风压力）的控制，应该说它是一个典型的单回路控制系统，但由于排粉机出口手动门的开关及倒风过程对排粉机出口压力的影响很大，而实际运行又要求排粉机出口压力要平稳，以避免锅炉燃烧不稳。

常规的PID控制系统难于满足实际的控制要求，据此，本文提出了模糊-PID复合型控制系统，有效地提高了控制系统的抗干扰能力，可确保排粉机出口压力在规定的范围内。

6、本文以山西热电厂#5机组制粉系统为例讨论了制粉系统的全程控启停的设计，山西热电厂球磨机制粉系统自程控启停功能投入以来，运行5个班组全部采用程控启停功能来启动或停止制粉系统的运行。

大大减少了运行人员的劳动强度，提高了制粉系统运行的安全性和可靠性。

本文对球磨机制粉系统的特性进行了详细的分析，对球磨机制粉系统的控制和优化运行提出了一些新颖的思路和方法。

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球磨机系统控制的总体思路

球磨机系统控制的总体思路 球磨机系统是一个具有多变量、强调耦合和时变特性的被控对象，而以往的控制系统是三套独立的常规PID调节系统，很难综合考虑系统的具体特点，无法消除回路之间的相互干扰及克服对象的大时滞和时变性。

另外，由于球磨机进出口压差的影响因素很多，难于精确反映球磨机内的料位，因而使得球磨机负荷的控制非常困难，难以投入自动。

在手动调节下，为了保证安全运行，避免出现堵煤、超温等异常工况的发生，操作人员常常将球磨机调整在远离最佳工作点的位置上，从而造成了大量的电能浪费。

由于球磨机系统的输入和输出变量较多，且控制变量之间的耦合很严重，如果把整个系统作为一个整体进行多变量控制系统的设计，则整个设计过程和控制算法会十分复杂。

因此，针对球磨机系统的特点，可以将其划分为几个相对独立的子系统。

首先，通过实现对筒内料位的检测，进而使得料位信息能单值地反映负荷的变化，这样负荷控制就能独立出来设计成一个单独的控制回路，针对这一问题，我们研究基于料位信息的球磨机负荷控制问题。

其次，热风量和冷风量对球磨机入口负压和出口温度有显著的影响。

因此，可以把这一过程视为一个两输入、两输出的多变量对象，输入量分别为热风门开度和冷风门开度，输出量分别为入口负压和出口温度。

针对这一多变量耦合对象，我们将重点研究球磨机解耦控制。

根据球磨机系统的运行特性和控制要求，首先要保证系统的安全运行，其次是优化运行。

因此系统控制的基本思路是：控制系统首先根据相关运行参数判断出系统的运行工况，若判断出系统运行工况正常，则采用正常工况控制策略；若判断出球磨机处于空磨，则切换到相应的空磨控制策略；若判断出系统即将出现堵煤状态，则切换到相应的堵煤控制策略。

在正常运行中，通过我们所提出的优化控制策略，使得整个系统运行在优化工况附近，从而提高系统运行的经济性。

以上我们给大家介绍了一下球磨机电控系统的研究方法，希望对大家有帮助，我们是一家专业生产球磨机、破碎机、砂石料生产线的厂家，如有需要的用户可随时与我们取得联系。

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球磨机节能优化给我们带来的展望

球磨机节能优化给我们带来的展望 我们在前人的基础上就球磨机系统建模、优化控制方面做出了一些工作，提出了一些新的思路和方法。

但是毕竟这个课题本身具有很大的难度，是长期得不到很好解决的一个问题，再加上个人能力和时间有限，论文还有很多不完善的地方，还需要进一步深入研究和探索，主要包括以下几个方面： 1、如何将鲁棒控制应用于球磨机系统控制的工程实际中。

这里只提出了基于鲁棒控制的思路和算法，并进行一些仿真工作，如何解决H控制与电厂控制相结合的问题，进一步能够应用于实际生产中，尤其是将控制算法与DCS相结合，这是值得继续研究的问题。

2、球磨机系统模糊控制的性能与模糊规则数目有直接的联系，从控制性能角度分析，希望模糊规则能够尽量的细化，但是如果模糊规则数目过多造成内存占用大，计算量复杂，如何解决这一矛盾，实现模糊规则的优化选择，也是值得研究的。

3、就球磨机系统运行中节能降耗而言，优化决策的作用比单纯智能控制更重要。

如果缺乏有效的优化决策，即使自动控制能够投用，其节能效果依然有限。

因此如何充分利用信息，对球磨机系统中的风、煤与钢球诸因素进行综合优化和决策，最大限度地实现节能降耗的目标，也是需要研究的问题。

总之，我们对基于料位信息的球磨机系统优化控制理论与应用作了一些探讨，以期起到抛砖引玉之效，限于作者的学识和水平，提出的一些理论和方法尚存不足之处，有待在以后的研究中进一步加强和完善。

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