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一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统

阅读：514发布：2024-01-01

专利汇可以提供一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，包括环模制粒机，设在调质器出口的温度传感器，设在制粒机主电机上的电流传感器以及专家控制系统，所述专家控制系统是由计算机组成的智能控制系统，其工作原理是通过采集环模制粒机的主电机电流信号和调质器出口温度信号，经专家控制系统的特征辨识信息处理、推理机以及相应的控制规则，得到对应的控制信号，分别控制环模制粒机的蒸汽量和喂料量。本发明的优点在于不受调质器入口物料的影响，同时可以进行合理的蒸汽量调节和饲料量调节，在保证制粒的质量的同时又使得制粒机电机处于满功率运行状态，实现制粒机的最佳生产效益，既节约能源又能有效避免制粒机堵机现象。，下面是一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，包括环模制粒机，其特征在于：还包括设在环模制粒机调质器出口的温度传感器，设在环模制粒机主电机上的电流传感器以及与所述环模制粒机连接的专家控制系统，所述专家控制系统的输入端分别与所述温度传感器和所述电流传感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，其特征在于：所述专家控制系统是由计算机组成的智能控制系统，所述专家控制系统的控制过程为：
将采集到的环模制粒机的主电机电流信号和调质器出口温度信号，依次经过特征辨识信息处理、推理机和控制规则库，所述推理机和控制规则库是基于知识库而建立，最后输出控制信号给环模制粒机。
3.根据权利要求1所述的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，其特征在于：所述温度传感器表面还连接有传感器定时清理装置。
4.根据权利要求1所述的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，其特征在于：所述电流传感器采用的是高速电流测量传感器。
5.根据权利要求2所述的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，其特征在于：所述知识库包括对象参数知识库、物料知识库、颗粒质量知识库、启动过程知识库、运行过程知识库、报警知识库、控制规则知识库、特征识别知识库、信息处理知识库、推理机知识库和操作经验知识库。
6.根据权利要求5所述的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，其特征在于：所述对象参数知识库包括喂料机参数、调质器参数和环模制粒机电机参数。
7.根据权利要求5所述的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，其特征在于：所述颗粒质量知识库包括蒸汽添加参数和物料蛋白质含量参数。

说明书全文

一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统

技术领域

[0001] 本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统。

背景技术

[0002] 环模制粒机是目前常用的饲料生产机械，装机容量通常100KW以上，因此，在饲料生产过程中，保证制粒质量的前提下，如何提高生产效率（降低消耗）是必须要考虑的问题。目前国内环模制粒机大多采用人工控制，很难同时解决这两个问题。另外，环模制粒机工作现场环境差、操作人员的劳动强度大，也是促使采用自动控制的原因。但是，环模制粒机属于复杂生产，即含有非线性、时变性、多变量耦合、大滞后等过程，即使一些环模制粒机配备了自动控制系统，也很难正常投入运行。

发明内容

[0003] 发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种可提高生产效益的基于专家系统的环模制粒机智能控制系统。

[0004] 技术方案：本发明所述的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，包括环模制粒机、设在环模制粒机调质器出口的温度传感器、设在环模制粒机主电机上的电流传感器以及专家控制系统，所述专家控制系统与环模制粒机连接，所述专家控制系统的输入端分别与所述温度传感器和所述电流传感器连接。

[0005] 所述专家控制系统是由计算机组成的智能控制系统，所述专家控制系统控制过程为：将采集到的环模制粒机的主电机电流信号和调质器出口温度信号，依次经过特征辨识信息处理、推理机和控制规则库，所述推理机和控制规则库是基于知识库而建立，最后输出控制信号给环模制粒机。

[0006] 所述知识库包括对象参数知识库、物料知识库、颗粒质量知识库、启动过程知识库、运行过程知识库、报警知识库、控制规则知识库、特征识别知识库、信息处理知识库、推理机知识库和操作经验知识库。

[0007] 所述对象参数知识库包括喂料机参数、调质器参数和环模制粒机电机参数。

[0008] 所述颗粒质量知识库包括蒸汽添加参数和物料蛋白质含量参数。

[0009] 作为优化，为了提高测量精度，所述温度传感器表面还连接有传感器定时清理装置。

[0010] 作为优化，为了提高测量的快速性，所述电流传感器采用的是高速电流测量传感器。

[0011] 有益效果：本发明的优点在于不受调质器入口物料的影响，同时可以进行合理的蒸汽量调节和饲料量调节，在保证制粒的质量的同时又使得制粒机电机处于满功率运行状态，实现制粒机的最佳生产效益，既节约能源又能有效避免制粒机堵机现象。附图说明

[0012] 图1为本发明的结构框图示意图。

[0013] 图2为本发明知识库结构示意图。

[0014] 图3为本发明启动过程喂料速度控制示意图。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图对本发明作进一步说明：如图1所示的一种基于专家系统的环模制粒机智能控制系统，包括环模制粒机，设在环模制粒机调质器出口的温度传感器，设在环模制粒机主电机上的电流传感器和专家控制系统，专家控制系统与环模制粒机连接，专家控制系统的输入端分别与温度传感器和电流传感器连接。

[0016] 专家控制系统是由计算机组成的智能控制系统，专家控制系统控制过程为：将采集到的环模制粒机的主电机电流信号和调质器出口温度信号，依次经过特征辨识信息处理、推理机和控制规则库，其中推理机和控制规则库是基于知识库而建立，最后输出控制信号给环模制粒机，从而调整相应的喂料速度和蒸汽量。

[0017] 如图2所示，知识库包括对象参数知识库、物料知识库、颗粒质量知识库、启动过程知识库、运行过程知识库、报警知识库、控制规则知识库、特征识别知识库、信息处理知识库、推理机知识库和操作经验知识库；其中对象参数知识库包括喂料机参数（喂料增量[%]、喂料器的速度增加量[%]）、调质器参数（调质时间[S]）和环模制粒机电机参数（电流额定值[A]、空载电流值[A]、启动时间[S]），颗粒质量知识库包括蒸汽添加参数（蒸汽常规增量[%]、蒸汽控制周期[S]）和物料蛋白质含量参数。

[0018] 颗粒的质量与调质温度、调质水分、喂料速度、物料蛋白质含量等单因素密切相关。因此，在改变喂料速度时，根据知识库中物料蛋白质含量等数据，找到对应的水分值与蒸汽量，按照比值控制的方式相应地控制水分与蒸汽量的添加值，从而实现调质器的出口温度在喂料速度改变时不产生大的偏差，以保正颗粒的质量。

[0019] 本发明的环模制粒机控制过程包括启动过程控制和正常运行过程控制。首先制粒机电机启动，在启动时间结束时，制粒机电机电流必须降到无载电流以下，且电机转速达到要求值；延时一段时间后，调质器启动，此时若料仓有料，且后道传输带正常运转，则可以接通喂料器，整个环模制粒系统的启动过程关键是对喂料速度的控制，可以按照图3的方式进行：第一段（t0.0-t0.3）：喂料器的转速在时间t0.3内以斜坡上升至n0.3，蒸汽控制回路开始工作；一旦喂料器达到最低速度（5%），蒸汽添加装置接通，延时一段时间后液体控制开始接通。此时，通过比值控制方式，以喂料量为主变量，相应调整蒸汽、水分的添加量，同时监测调质器的出口温度；
第二段（从t0.3开始）：在喂料器达到预定转速值n0.3后，则转入以增量的方式逐步逼近额定转速；在每个控制时钟内（基于调质时间确定），喂料速度改变一个增量，同时监测制粒机电流和调质器的出口温度，直至喂料器转速达到设定值，制粒机也处于满负荷状态。

[0020] 正常运行过程控制：首先要保证颗粒的质量，并在此基础上，使制粒电机处于满负荷工作状态。

[0021] 可以看出，采用专家控制系统后，可以进行合理的蒸汽量调节和饲料量调节，在保证制粒所需要的合理温度的同时，尽量让制粒机主电机在满负荷范围内工作（寻找相对最佳的工作点），以使制粒机保持较高的工作效率。在实际控制中，调质器出口温度测量传感器（Pt100）的位置安装，与制粒机主电机的电流测量传感器的快速性，对控制效果影响较大。为了防止温度传感器被物料裹住，而不能准确测量温度，可在传感器表面安装定时清理机构，效果比较明显，制粒机主电机的电流测量可以采用高速电流测量传感器。

[0022] 通过采用专家控制系统进行控制环模制粒机，具有在线处理的灵巧性与控制策略的灵活性，并通过实时推理与决策实现对复杂生产过程的有效控制；以调质器的出口温度为被控变量，通过控制蒸汽填加量实现温度控制，实现对制粒的质量的控制，同时以制粒机主机的电流为被控变量，通过调节喂料量来使得制粒机电机处于满功率运行状态，从而实现制粒的最佳生产效益，又有效避免制粒机堵机现象。

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