摘要
一種模糊控制對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)方案，將模糊 PID 控制理論引入到球磨機(jī)控制系統(tǒng)中，能夠很好地克服球磨機(jī)非線性、時(shí)變等因素的干擾影響，能有效地避免球磨機(jī)發(fā)生脹磨或是空磨現(xiàn)象。 系統(tǒng)運(yùn)行可靠，抗干擾能力強(qiáng)，能較好地實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)恒功率自動(dòng)控制，提高了設(shè)備的生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
引言
球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單體容量大、破碎比高產(chǎn)量大、連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定 等優(yōu)點(diǎn)，成為目前磨礦的一種主要設(shè)備。在研磨過(guò)程中，需要對(duì)球磨機(jī)中的給礦、給水、給球進(jìn)行嚴(yán)格控制，這些參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。由于系統(tǒng)存在較大的慣性和滯后性，而且受外部供料條件限制，進(jìn)入球磨機(jī)的性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，造成球磨機(jī)的負(fù)荷波動(dòng)很大，表現(xiàn)為運(yùn)行電流大幅度擺動(dòng)，且僅憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)判別球磨機(jī)運(yùn)行是處于脹磨或是空磨狀態(tài)， 容易造成球磨機(jī)的損害，影響電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)機(jī)械的正常運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量也得不到保證，因此對(duì)它的控制十分必要，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制具有廣闊的應(yīng)用前景。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）功能要求
控制系統(tǒng)的主要控制目標(biāo)是完成球磨機(jī)工作負(fù)荷穩(wěn)定，也就是將控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率穩(wěn)定。 影響驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率穩(wěn)定的主要因素是球磨機(jī)的給料量和出料量。 出料量一般為設(shè)定值，浮動(dòng)范圍不大，系統(tǒng)主要是利用控制球磨機(jī)的給礦量來(lái)控制電機(jī)在恒功率狀態(tài)。 針對(duì)球磨機(jī)復(fù)雜的工況，常規(guī)的 PID 控制效果不佳，系統(tǒng)選用模糊 PID 控制。 控制系統(tǒng)還將采集球磨機(jī)研磨時(shí)的聲響、主軸的振動(dòng)、主軸電機(jī)功率、潤(rùn)滑油溫度及壓力等參數(shù)及各開(kāi)關(guān)與電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)， 在現(xiàn)場(chǎng)及上位機(jī)監(jiān)控界面上顯示，并運(yùn)用聲響、振動(dòng)、功率 3 個(gè)主要參數(shù)反映球磨機(jī)的負(fù)荷，更好地實(shí)現(xiàn)整個(gè)球磨機(jī)的優(yōu)化控制。
（2）模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)球磨機(jī)模糊控制系統(tǒng)。
主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率通過(guò)功率變送器檢測(cè)，檢測(cè)到的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送模糊控制器，模糊控制器由德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-300型PLC 編程實(shí)現(xiàn)，采用二輸入三輸出的形式,模糊控制器將檢測(cè)的功率值與設(shè)定的功率進(jìn)行比較,根據(jù)其誤差值 e 及誤差變化率 ec 作為模糊控制器的輸入量，輸出控制量 KP、TI、TD作為 PID 控制參數(shù)的輸入量, 根據(jù)被控過(guò)程對(duì)參數(shù) KP、TI、TD 的自整定要求實(shí)現(xiàn)參數(shù) KP、TI、TD 整定，以滿足不同時(shí)刻電機(jī)功率偏差e和偏差變化率ec對(duì)參數(shù)自動(dòng)調(diào)整的要求，這樣在實(shí)際控制中具有良好的動(dòng)態(tài)性能，PID的3個(gè)參數(shù)能依據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的狀況來(lái)做出相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù) PID參數(shù)的整定原則以及對(duì)控制過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)調(diào)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)可得模糊控制，表E為偏差e的語(yǔ)言變量，Ec為偏差變化率ec的語(yǔ)言變量。
（3）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
添加鋼球時(shí)采用自動(dòng)加球機(jī)依據(jù)皮帶稱或者DCS系統(tǒng)所給出的實(shí)時(shí)礦量脈沖信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)際加球的比例及數(shù)量在工藝的要求范圍內(nèi)。
