應(yīng)用案例
燒結(jié)工藝加水點分別位于燒結(jié)機的一次混合機、二次混合機滾筒內(nèi)，因此微波水分儀分別安裝在一混后皮帶、二混后皮帶(工藝要求)，可以更快速的測量混合后燒結(jié)料含水量，利于智能加水系統(tǒng)及時進行水分值調(diào)整，把水分控制在工藝要求的目標(biāo)值，達(dá)到穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量的目的。
1、如下圖所示配料室通過配料稱下料，將不同料種的料下到混1皮帶機上，混1皮帶機將料運送到混合機內(nèi)進行混合并且加水，混1皮帶機上裝有計量稱，實時稱出混1上的過料量。混合機在運行過程中，物料從混合機頭部進入，加水管從頭部進行加水，經(jīng)過數(shù)分鐘混合后，從尾部排出，尾部的微波水分儀實時檢測出物料水分，物料排出水分要保持在一個合理的范圍。頭部加水量的具體數(shù)值是自動加水系統(tǒng)的關(guān)鍵。
2、現(xiàn)場控制系統(tǒng)情況
控制系統(tǒng)硬件包括一臺模型服務(wù)器、一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及相關(guān)燒結(jié)過程控制模型軟件及研華工控機等
3、影響物料加水量的因素
（1）物料水分率的變化，會直接影響進混合機物料的水分，對于這種情況，由于變化前是不可知的，只能通過微波水分儀檢測到的水分值進行判斷。
（2）混合機入料量的變化，入料量越多需要的加水量越多，入料量越少需要的加水量越少。
（3）加水裝置本身的誤差；加水裝置本身加水量也存在滯后或者誤差，這其中包括流量計誤差，變頻器的響應(yīng)速度，控制系統(tǒng)產(chǎn)生的超調(diào)等等，這也會影響物料的最終水分率，所以正確選擇加水系統(tǒng)的硬件設(shè)備，對整個系統(tǒng)非常重要。加水系統(tǒng)的硬件一般有兩種，通過變頻器調(diào)節(jié)加水或者使用調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)加水。兩種方法類似，我們以變頻器為例。
4、加水中影響加水量的因素及采用的控制方法
在本工程中，為了得到滿意的目標(biāo)水分率，我采用了多種控制方式來保證加水的及時準(zhǔn)確，而其中最重要的控制方法是前饋和反饋?，F(xiàn)在我們結(jié)合實際使用分別對兩種方法進行介紹，由于混1上的計量稱到混合機頭部有一段距離，皮帶從計量稱到混合機頭部所需時間為T1秒，所以混合機稱得的重量也需要延遲T1秒后才是混合機頭部實時的入料量。
（1）前饋控制：由于生產(chǎn)的需要，配料室下料量會不斷變化，而加水量和下料量成正比，因此系統(tǒng)必須實時對此原因引起的加水量需求變化進行調(diào)節(jié)，否則將會嚴(yán)重影響出料口的物料水分率，為此我們引入前饋控制。在前饋計算中混合機初次入料時，由操作人員根據(jù)經(jīng)驗人工設(shè)置變頻器頻率HZ調(diào)節(jié)加水量，混合機加水量FI，下料量延遲T1秒后的值WI，物料實際水分率MI1，當(dāng)實際水分率達(dá)到生產(chǎn)要求并平穩(wěn)運行一段時間和，由程序自動截取該種料的加水量FI1，料量WI1，水分率MI1的值。在接下來的計算中，我們將以此時的加水量FI1的加水基準(zhǔn)值，此時的料量WI1為下料量基準(zhǔn)值，作為前饋計算的依據(jù)。將原料的實時進料量WI2延遲T1秒后與基準(zhǔn)值WI1進行相除得出系數(shù)WS，再用WS乘以基準(zhǔn)加水量FI1，其結(jié)果為FI2作為前饋加水量（非總加水量）。由于前饋的加水量與實際料量成簡單的正比關(guān)系，所以其在料量稱量準(zhǔn)確，皮帶運行時間精確的情況下，前饋控制的各方面都十分讓人滿意。
（2）反饋控制：混合機出料口出料并經(jīng)微波水分儀檢測得出實際水分值。而此時實際水分值和目標(biāo)水分值仍有偏差。引起這種情況的原因，既有可能是前饋加水誤差引起的，也有可能是原料含水量變化引起的。由于混合機物料混合時間長，料從入料口到出料口需要數(shù)分鐘，如果使用PID控制，則時間滯后過大，調(diào)節(jié)效果差強人意，因此再設(shè)計時候并未使用PID控制，而是采用了一種更為簡單的計算方式。在本設(shè)計中，我首先對實際水分率最近十秒內(nèi)的數(shù)值進行平均，以降低干擾信號的擾動。隨后，用目標(biāo)水分率減去實際水分率，取得差值乘以進料量，其值為FI2。但因為混合機混合時間為T2秒，所以不能將補償值實時的傳給計算中，而應(yīng)該每T2秒取一次值，且將歷次取值進行疊加，疊加后的值再與重量系數(shù)WS相乘后為FI3
手動修正：在自動加水時，當(dāng)出現(xiàn)非正常情況，或者當(dāng)操作人員想對加水進行快速干預(yù)時，還可以使用手動加入修正值的辦法。例如當(dāng)操作人員想在現(xiàn)在的加水量設(shè)定值的基礎(chǔ)上，增加或減少加水量，便可以輸入相應(yīng)修正量FI4（正負(fù)數(shù)均可），程序則可以迅速與前饋值FI2反饋至FI3相加，并將最終結(jié)果FI5作為系統(tǒng)加水量設(shè)定值。
FI2:前饋計算加水量
FI3:反饋計算加水量
FI4：手動修改值
FI5:總加水量
FI5=FI2+FI3+FI4