论文部分内容阅读
煤泥水处理是选煤厂重要的生产工艺过程,在煤泥水处理过程实现絮凝剂自动添加,保证洗水复用与闭路循环,既关系到选煤厂技术与经济指标,同时还关系到环境的保护工作。目前国内仍有许多选煤厂主要靠人工调节絮凝剂的加药量,既浪费药剂,又不能保证循环水的质量。部分选煤厂虽已实现系统自动化,但由于煤泥沉降过程的复杂性,仍然存在各种缺点,特别是未能解决由系统滞后带来的问题。因此,研究先进的控制方法,改善控制效果,对选煤厂具有重要的意义。本文详细分析并研究了煤泥水加药过程以及影响煤泥沉降过程的各种因素,其过程是一个复杂的受多因素影响的非线性、大滞后过程,难以建立精确的数学模型,为此本文提出了采用前馈加反馈联合控制的控制策略。前馈控制,即根据入料浓度、流量以及药剂制度,以确定合理的加药量。反馈控制,则是采用灰色预测模糊控制的控制算法,通过对系统浊度值进行灰色预测,根据现在和过去浊度值及其变化行为预测将来时刻的浊度值,并以此值作为模糊控制的输入,通过模糊控制算法对加药量进行及时修正调节。这样既利用灰色预测消减了系统滞后的影响,又用模糊控制解决了系统模型未知的问题。文中详细阐述了灰色预测算法与模糊控制算法。首先应用Matlab建立了灰色预测GM(1,1)模型,并通过Matlab仿真研究分析了建模维数、原始数据序列的波动性以及预测步长对模型预测精度的影响;然后文中还研究了模糊控制器的设计过程,并对其模糊控制器进行了初步设计。通过MATLAB建立加药系统的Simulink仿真模型,比较灰色预测模糊控制与单纯模糊控制方法,结果表明灰色预测模糊控制具有较好系统特性,并且具有较好的抗干扰能力。论文根据煤泥水自动加药系统的需求,设计并实现了由上位机PC、下位机西门子300PLC以及浓度传感器、流量传感器、浊度传感器组成的智能加药控制系统。借助上位机的运算能力应用Matlab与ASP.NET的混合编程,实现灰色预测的过程;下位机PLC完成对系统传感器数据的采集和加药量的模糊控制。上、下位机通过工业以太网络连接,交换数据和控制信息。