CN102556629B - 智能配料自动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种智能配料自动控制系统，包括料斗、电机、给料机、称量斗、称量传感器、称量仪表和模糊自适用控制器，模糊自适用控制器包括性能测量单元、控制量校正单元和控制规则修正单元，性能测量单元将称量传感器传输的实测重量Sad与重量设定模块的设定重量Wf进行比较，计算出Sad与Wf之间的偏差e和偏差变化率ec，控制量校正单元将该偏差e和偏差变化率ec转换为对控制量的校正量，控制规则修正单元将该校正量按照u＝e×ec的模糊合成推理规则输出频率u作为给料机的终止给料提前量ε来控制电机的运行。本发明利用大量已有的称量误差数据对落差进行模糊自适用补偿控制，保证了物料误差在最小范围内波动，具有配料精度高等优点。

Description

智能配料自动控制系统

技术领域：

本发明涉及配料系统，特别是一种智能配料自动控制系统。

背景技术：

现有配料系统是在称量斗内的物料重量达到称量仪表的设定值时停止给料的，当供料的电机停止给料后，还将有一部分物料在空中以自由落体的方式落入称量斗中，这些余料称为落差。由于有落差的影响，所称物料重量的设定值应为需配制的物料标准重量减去落差值。不同的原料，其比重和流动性都不一样，料仓内料位的高低会产生下料受力不均的现象，料斗内随下料增多料位不断增加的不可预估性，下料速度快慢等等，都会使空中落差发生变化。另外，料斗的滞后性，称量仪表称重的反应速度，下料的平稳性都会对称重结果产生很大的影响。

由分析可得知，给料机终止给料后，由落差引起空间物料的不确定性是影响最终物料配制精确度的直接原因。若能准确估计终止给料时刻空间物料量而提前终止给料，就能保证最终配制结果在给定的范围内。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种可对落差进行模糊自适应补偿控制、提高配料精确度的智能配料自动控制系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种智能配料自动控制系统，包括料斗、电机、给料机、称量斗、称量传感器和称量仪表，称量传感器设于称量斗底部，称量仪表上设有重量设定模块，给料机通过电机驱动，电机的启动由重量设定模块控制，所述称量仪表上还设有模糊自适用控制器，所述模糊自适用控制器包括性能测量单元、控制量校正单元和控制规则修正单元，所述性能测量单元与称量传感器电连接，并将称量传感器传输的被称物体的实测重量Sad与重量设定模块的设定重量Wf进行比较，计算出实测重量Sad与设定重量Wf之间的偏差e和偏差变化率ec，所述控制量校正单元将该偏差e和偏差变化率ec转换为对控制量的校正量，所述控制规则修正单元将该校正量按照u＝e×ec的模糊合成推理规则以变频器的输出频率u作为给料机的终止给料提前量ε来控制电机的运行，当实测重量Sad等于设定重量Wf-终止给料提前量ε时，所述电机停止运行。

当所述实测重量Sad小于设定重量Wf的85％时，所述电机快速运行，当所述实测重量Sad大于设定重量Wf的85％时，所述电机慢速运行。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

本发明开发了智能配料自动控制系统，根据利用大量已有的称量误差数据对由落差引起的空间物料量进行模糊自适用补偿控制，保证了物料误差在最小范围内波动，具有配料精度高、自动化程度强等优点。

附图说明：

图1为本发明智能配料自动控制系统的俯视示意图，图中的虚线表示电连接关系。

图2为本发明中模糊自适用控制器的控制原理图。

具体实施方式：

如图1所示，一种智能配料自动控制系统，包括料斗1、电机2、给料机3、称量斗4、称量传感器5和称量仪表6，称量传感器5设于称量斗4底部，称量仪表6上设有重量设定模块61，给料机3通过电机2驱动，电机2的启动由重量设定模块61控制。

称量仪表6上还设有模糊自适用控制器62，模糊控制的好坏取决于模糊自适用控制器的选择以及模糊规则的建立，本系统采用双输入单输出的模型，选择被控对象的偏差e和偏差变化率ec作为模糊自适用控制器的输入变量，变频器的输出频率u作为输出变量。其具体控制过程参见图2所示，模糊自适用控制器62包括性能测量单元、控制量校正单元和控制规则修正单元，性能测量单元与称量传感器5电连接，并将称量传感器5传输的被称物体的实测重量Sad与重量设定模块61的设定重量Wf进行比较，计算出实测重量Sad与设定重量Wf之间的偏差e和偏差变化率ec，控制量校正单元将该偏差e和偏差变化率ec转换为对控制量的校正量，控制规则修正单元将该校正量按照u＝e×ec的模糊合成推理规则输出频率u作为给料机3的终止给料提前量ε来控制电机2的运行。

电机2的运行控制为：当实测重量Sad小于设定重量Wf的85％时，电机2快速运行，使给料机3快速下料；当实测重量Sad大于设定重量Wf的85％时，采用模糊算法，使电机2慢速运行，给料机3减慢速度；当实测重量Sad等于设定重量Wf-终止给料提前量ε时，电机2停止运行，给料机3停止给料。

由于空间物料量以及给料机的惯性等因素引起的的物料量的不确定性，使终止给料提前量ε的取值也无法确定。但由于配料过程是多次重复进行的，所以可以利用多次称量结果对本次及以后配制物料时的终止给料提前量ε进行修正自适用控制，使最终配制误差限制在一定的范围内。

每次配料时，系统根据动态称量误差edk＝Wf-Wdk(Wdk为第k次配料时的动态称量值)与终止给料提前量ε进行比较，对ε进行补偿。在第(k+1)次称量时，其终止给料提前量ε(k+1)能在对εk的补偿值δk基础上得以补偿，这种补偿取决于第k次称量结果后的静态误差esk＝Wf-Wsk及其变化量esk-e(sk-1)。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (1)

1.一种智能配料自动控制系统，包括料斗、电机、给料机、称量斗、称量传感器和称量仪表，称量传感器设于称量斗底部，称量仪表上设有重量设定模块，给料机通过电机驱动，电机的启动由重量设定模块控制，其特征在于：所述称量仪表上还设有模糊自适用控制器，所述模糊自适用控制器包括性能测量单元、控制量校正单元和控制规则修正单元，所述性能测量单元与称量传感器电连接，并将称量传感器传输的被称物体的实测重量Sad与重量设定模块的设定重量Wf进行比较，计算出实测重量Sad与设定重量Wf之间的偏差e和偏差变化率ec，所述控制量校正单元将该偏差e和偏差变化率ec转换为对控制量的校正量，所述控制规则修正单元将该校正量按照u＝e×ec的模糊合成推理规则以变频器的输出频率u作为给料机的终止给料提前量ε来控制电机的运行，当实测重量Sad等于设定重量Wf-终止给料提前量ε时，所述电机停止运行，当所述实测重量Sad小于设定重量Wf的85％时，所述电机快速运行，当所述实测重量Sad大于设定重量Wf的85％时，所述电机慢速运行。