專利名稱：一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
環(huán)模制粒機(jī)是目前常 用的飼料生產(chǎn)機(jī)械，裝機(jī)容量通常100KW以上，因此，在飼料生產(chǎn)過程中，保證制粒質(zhì)量的前提下，如何提高生產(chǎn)效率(降低消耗)是必須要考慮的問題。目前國內(nèi)環(huán)模制粒機(jī)大多采用人工控制，很難同時(shí)解決這兩個(gè)問題。另外，環(huán)模制粒機(jī)工作現(xiàn)場環(huán)境差、操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，也是促使采用自動(dòng)控制的原因。但是，環(huán)模制粒機(jī)屬于復(fù)雜生產(chǎn)，即含有非線性、時(shí)變性、多變量耦合、大滯后等過程，即使一些環(huán)模制粒機(jī)配備了自動(dòng)控制系統(tǒng)，也很難正常投入運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可提高生產(chǎn)效益的基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)。技術(shù)方案本發(fā)明所述的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，包括環(huán)模制粒機(jī)、設(shè)在環(huán)模制粒機(jī)調(diào)質(zhì)器出口的溫度傳感器、設(shè)在環(huán)模制粒機(jī)主電機(jī)上的電流傳感器以及專家控制系統(tǒng)，所述專家控制系統(tǒng)與環(huán)模制粒機(jī)連接，所述專家控制系統(tǒng)的輸入端分別與所述溫度傳感器和所述電流傳感器連接。所述專家控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)組成的智能控制系統(tǒng)，所述專家控制系統(tǒng)控制過程為將采集到的環(huán)模制粒機(jī)的主電機(jī)電流信號和調(diào)質(zhì)器出口溫度信號，依次經(jīng)過特征辨識(shí)信息處理、推理機(jī)和控制規(guī)則庫，所述推理機(jī)和控制規(guī)則庫是基于知識(shí)庫而建立，最后輸出控制信號給環(huán)模制粒機(jī)。所述知識(shí)庫包括對象參數(shù)知識(shí)庫、物料知識(shí)庫、顆粒質(zhì)量知識(shí)庫、啟動(dòng)過程知識(shí)庫、運(yùn)行過程知識(shí)庫、報(bào)警知識(shí)庫、控制規(guī)則知識(shí)庫、特征識(shí)別知識(shí)庫、信息處理知識(shí)庫、推理機(jī)知識(shí)庫和操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫。所述對象參數(shù)知識(shí)庫包括喂料機(jī)參數(shù)、調(diào)質(zhì)器參數(shù)和環(huán)模制粒機(jī)電機(jī)參數(shù)。所述顆粒質(zhì)量知識(shí)庫包括蒸汽添加參數(shù)和物料蛋白質(zhì)含量參數(shù)。作為優(yōu)化，為了提高測量精度，所述溫度傳感器表面還連接有傳感器定時(shí)清理裝置。作為優(yōu)化，為了提高測量的快速性，所述電流傳感器采用的是高速電流測量傳感器。有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不受調(diào)質(zhì)器入口物料的影響，同時(shí)可以進(jìn)行合理的蒸汽量調(diào)節(jié)和飼料量調(diào)節(jié)，在保證制粒的質(zhì)量的同時(shí)又使得制粒機(jī)電機(jī)處于滿功率運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)制粒機(jī)的最佳生產(chǎn)效益，既節(jié)約能源又能有效避免制粒機(jī)堵機(jī)現(xiàn)象。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖示意圖。圖2為本發(fā)明知識(shí)庫結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明啟動(dòng)過程喂料速度控制示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
如圖I所示的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，包括環(huán)模制粒機(jī)，設(shè)在環(huán)模制粒機(jī)調(diào)質(zhì)器出口的溫度傳感器，設(shè)在環(huán)模制粒機(jī)主電機(jī)上的電流傳感器和專家控制系統(tǒng)，專家控制系統(tǒng)與環(huán)模制粒機(jī)連接，專家控制系統(tǒng)的輸入端分別與溫度傳感器和電流傳感器連接。專家控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)組成的智能控制系統(tǒng)，專家控制系統(tǒng)控制過程為將采集到的環(huán)模制粒機(jī)的主電機(jī)電流信號和調(diào)質(zhì)器出口溫度信號，依次經(jīng)過特征辨識(shí)信息處理、推理機(jī)和控制規(guī)則庫，其中推理機(jī)和控制規(guī)則庫是基于知識(shí)庫而建立，最后輸出控制信號給環(huán)模制粒機(jī)，從而調(diào)整相應(yīng)的喂料速度和蒸汽量。如圖2所示，知識(shí)庫包括對象參數(shù)知識(shí)庫、物料知識(shí)庫、顆粒質(zhì)量知識(shí)庫、啟動(dòng)過程知識(shí)庫、運(yùn)行過程知識(shí)庫、報(bào)警知識(shí)庫、控制規(guī)則知識(shí)庫、特征識(shí)別知識(shí)庫、信息處理知識(shí)庫、推理機(jī)知識(shí)庫和操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫；其中對象參數(shù)知識(shí)庫包括喂料機(jī)參數(shù)(喂料增量[%]、喂料器的速度增加量[%])、調(diào)質(zhì)器參數(shù)(調(diào)質(zhì)時(shí)間[S])和環(huán)模制粒機(jī)電機(jī)參數(shù)(電流額定值[A]、空載電流值[A]、啟動(dòng)時(shí)間[S])，顆粒質(zhì)量知識(shí)庫包括蒸汽添加參數(shù)(蒸汽常規(guī)增量[%]、蒸汽控制周期[S])和物料蛋白質(zhì)含量參數(shù)。顆粒的質(zhì)量與調(diào)質(zhì)溫度、調(diào)質(zhì)水分、喂料速度、物料蛋白質(zhì)含量等單因素密切相關(guān)。因此，在改變喂料速度時(shí)，根據(jù)知識(shí)庫中物料蛋白質(zhì)含量等數(shù)據(jù)，找到對應(yīng)的水分值與蒸汽量，按照比值控制的方式相應(yīng)地控制水分與蒸汽量的添加值，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)器的出口溫度在喂料速度改變時(shí)不產(chǎn)生大的偏差，以保正顆粒的質(zhì)量。本發(fā)明的環(huán)模制粒機(jī)控制過程包括啟動(dòng)過程控制和正常運(yùn)行過程控制。首先制粒機(jī)電機(jī)啟動(dòng)，在啟動(dòng)時(shí)間結(jié)束時(shí)，制粒機(jī)電機(jī)電流必須降到無載電流以下，且電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到要求值；延時(shí)一段時(shí)間后，調(diào)質(zhì)器啟動(dòng)，此時(shí)若料倉有料，且后道傳輸帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則可以接通喂料器，整個(gè)環(huán)模制粒系統(tǒng)的啟動(dòng)過程關(guān)鍵是對喂料速度的控制，可以按照圖3的方式進(jìn)行
第一段(to. o-to. 3):喂料器的轉(zhuǎn)速在時(shí)間to. 3內(nèi)以斜坡上升至no. 3，蒸汽控制回路開始工作；一旦喂料器達(dá)到最低速度(5%)，蒸汽添加裝置接通，延時(shí)一段時(shí)間后液體控制開始接通。此時(shí)，通過比值控制方式，以喂料量為主變量，相應(yīng)調(diào)整蒸汽、水分的添加量，同時(shí)監(jiān)測調(diào)質(zhì)器的出口溫度；
第二段(從t0. 3開始):在喂料器達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速值n0. 3后，則轉(zhuǎn)入以增量的方式逐步逼近額定轉(zhuǎn)速；在每個(gè)控制時(shí)鐘內(nèi)(基于調(diào)質(zhì)時(shí)間確定)，喂料速度改變一個(gè)增量，同時(shí)監(jiān)測制粒機(jī)電流和調(diào)質(zhì)器的出口溫度，直至喂料器轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值，制粒機(jī)也處于滿負(fù)荷狀態(tài)。
正常運(yùn)行過程控制首先要保證顆粒的質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上，使制粒電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)。
可以看出，采用專家控制系統(tǒng)后，可以進(jìn)行合理的蒸汽量調(diào)節(jié)和飼料量調(diào)節(jié)，在保證制粒所需要的合理溫度的同時(shí)，盡量讓制粒機(jī)主電機(jī)在滿負(fù)荷范圍內(nèi)工作(尋找相對最佳的工作點(diǎn))，以使制粒機(jī)保持較高的工作效率。在實(shí)際控制中，調(diào)質(zhì)器出口溫度測量傳感器(PtlOO)的位置安裝，與制粒機(jī)主電機(jī)的電流測量傳感器的快速性，對控制效果影響較大。為了防止溫度傳感器被物料裹住，而不能準(zhǔn)確測量溫度，可在傳感器表面安裝定時(shí)清理機(jī)構(gòu)，效果比較明顯，制粒機(jī)主電機(jī)的電流測量可以采用高速電流測量傳感器。通過采用專家控制系統(tǒng)進(jìn)行控制環(huán)模制粒機(jī)，具有在線處理的靈巧性與控制策略的靈活性，并通過實(shí)時(shí)推理與決策實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜生產(chǎn)過程的有效控制；以調(diào)質(zhì)器的出口溫度 為被控變量，通過控制蒸汽填加量實(shí)現(xiàn)溫度控制，實(shí)現(xiàn)對制粒的質(zhì)量的控制，同時(shí)以制粒機(jī)主機(jī)的電流為被控變量，通過調(diào)節(jié)喂料量來使得制粒機(jī)電機(jī)處于滿功率運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)制粒的最佳生產(chǎn)效益，又有效避免制粒機(jī)堵機(jī)現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，包括環(huán)模制粒機(jī)，其特征在于還包括設(shè)在環(huán)模制粒機(jī)調(diào)質(zhì)器出口的溫度傳感器，設(shè)在環(huán)模制粒機(jī)主電機(jī)上的電流傳感器以及與所述環(huán)模制粒機(jī)連接的專家控制系統(tǒng)，所述專家控制系統(tǒng)的輸入端分別與所述溫度傳感器和所述電流傳感器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述專家控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)組成的智能控制系統(tǒng)，所述專家控制系統(tǒng)的控制過程為將采集到的環(huán)模制粒機(jī)的主電機(jī)電流信號和調(diào)質(zhì)器出口溫度信號，依次經(jīng)過特征辨識(shí)信息處理、推理機(jī)和控制規(guī)則庫，所述推理機(jī)和控制規(guī)則庫是基于知識(shí)庫而建立，最后輸出控制信號給環(huán)模制粒機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器表面還連接有傳感器定時(shí)清理裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述電流傳感器采用的是高速電流測量傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述知識(shí)庫包括對象參數(shù)知識(shí)庫、物料知識(shí)庫、顆粒質(zhì)量知識(shí)庫、啟動(dòng)過程知識(shí)庫、運(yùn)行過程知識(shí)庫、報(bào)警知識(shí)庫、控制規(guī)則知識(shí)庫、特征識(shí)別知識(shí)庫、信息處理知識(shí)庫、推理機(jī)知識(shí)庫和操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述對象參數(shù)知識(shí)庫包括喂料機(jī)參數(shù)、調(diào)質(zhì)器參數(shù)和環(huán)模制粒機(jī)電機(jī)參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于所述顆粒質(zhì)量知識(shí)庫包括蒸汽添加參數(shù)和物料蛋白質(zhì)含量參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于專家系統(tǒng)的環(huán)模制粒機(jī)智能控制系統(tǒng)，包括環(huán)模制粒機(jī)，設(shè)在調(diào)質(zhì)器出口的溫度傳感器，設(shè)在制粒機(jī)主電機(jī)上的電流傳感器以及專家控制系統(tǒng)，所述專家控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)組成的智能控制系統(tǒng)，其工作原理是通過采集環(huán)模制粒機(jī)的主電機(jī)電流信號和調(diào)質(zhì)器出口溫度信號，經(jīng)專家控制系統(tǒng)的特征辨識(shí)信息處理、推理機(jī)以及相應(yīng)的控制規(guī)則，得到對應(yīng)的控制信號，分別控制環(huán)模制粒機(jī)的蒸汽量和喂料量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不受調(diào)質(zhì)器入口物料的影響，同時(shí)可以進(jìn)行合理的蒸汽量調(diào)節(jié)和飼料量調(diào)節(jié)，在保證制粒的質(zhì)量的同時(shí)又使得制粒機(jī)電機(jī)處于滿功率運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)制粒機(jī)的最佳生產(chǎn)效益，既節(jié)約能源又能有效避免制粒機(jī)堵機(jī)現(xiàn)象。
文檔編號G05B19/418GK102662373SQ201210143358
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者吳建國, 張培建, 張堃, 胡志江 申請人:南通大學(xué)