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摘要：針對選煤廠重介質(zhì)分選過程懸浮液密度控制系統(tǒng)存在的大滯后、大慣性問題，設計基于模糊PID懸浮液密度智能控制方案。設計分別以精煤灰分/偏差、懸浮液密度/偏差為輸入雙閉環(huán)系統(tǒng)控制模型，給出該方案的硬件框圖、I/O分配表，同時給出模糊查表核心軟件功能的實現(xiàn)流程。將該方案應用到選煤廠重介質(zhì)分選過程并完成試驗，獲取并統(tǒng)計懸浮液密度值，經(jīng)與理想值比較證明，所提智能控制方案可精確、實時地控制懸浮液密度，削弱慣性滯后現(xiàn)象。
關鍵詞：模糊；PID控制；PLC控制器；懸浮液密度；TCP/IP智能控制
原煤是由煤、矸石等多種礦物質(zhì)組成的混合物，其中煤的密度為1200~1700kg/m3，精煤的密度為1400~1500kg/m3，中煤的密度為1400~1800kg/m3，矸石的密度為1800~2600kg/m3。選煤廠重介質(zhì)選煤過程即根據(jù)原煤中各礦物混合物密度的不同，利用密度原理并輔以機械方法和液流原理將精煤、中煤、矸石進行分離[1]。選煤廠重介質(zhì)分選過程應用重介質(zhì)懸浮液，將原煤放入由密度不同的固相和液相組成的重介質(zhì)懸浮液中，密度大于該懸浮液的物料下沉，密度小于該懸浮液的物料上浮，進而將精煤、中煤以及矸石分離。為提高重介質(zhì)分選效率以及控制精度，采用智能化控制方案，實現(xiàn)重介質(zhì)選煤過程懸浮液密度的智能化控制，實現(xiàn)參數(shù)自整定和在線修改[2]。國內(nèi)外相關專家就選煤廠重介質(zhì)分選過程懸浮液密度控制方法展開一系列研究，如53SU1000型重介質(zhì)選煤自動測控系統(tǒng)，采用PID控制算法，實現(xiàn)重介質(zhì)懸浮液各參數(shù)的動態(tài)平衡；如國內(nèi)研制的“IZK型重介質(zhì)選煤自動控制系統(tǒng)”，通過控制精煤灰分，實現(xiàn)懸浮液PID參數(shù)自適應，實現(xiàn)精煤灰分在線控制，懸浮液密度控制精度達0.006kg/L[3]；如利用PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)重介質(zhì)選煤懸浮液密度、黏度、液位等核心參數(shù)的自動回控和自整定，將重介質(zhì)分選過程進行模塊化、過程化模糊控制[4]。在汲取選煤廠重介質(zhì)分選過程懸浮液密度已有控制方案和控制理論的基礎上，契合重介質(zhì)選煤工藝，優(yōu)化組合，提出懸浮液密度智能控制方案，提高控制精度、穩(wěn)定性以及實時性。
1系統(tǒng)設計
選煤廠重介質(zhì)分選過程懸浮液密度智能控制方案系統(tǒng)設計框圖見圖1所示，采用雙閉環(huán)智能控制方案實現(xiàn)懸浮液密度智能控制，其中外環(huán)以精煤灰分反饋值與設定值之間的差值為輸入變量，通過灰分儀測得的精煤灰分為反饋量，經(jīng)控制器、PID模糊控制器處理后實時調(diào)節(jié)懸浮液密度；內(nèi)環(huán)以懸浮液密度反饋值與設定值之間的差值為輸入變量，通過密度儀測得的懸浮液密度為反饋量，經(jīng)PID模糊控制器邏輯判斷后調(diào)節(jié)懸浮液密度[5-7]；調(diào)節(jié)懸浮液密度的方法可通過智能控制補水閥、分流閥、加介泵實現(xiàn)；在重介質(zhì)分選過程中，將混料桶液位、補水閥開度以及磁性物含量值實時數(shù)據(jù)反饋至PID模糊控制器輸入，作為邏輯判斷、調(diào)節(jié)懸浮液密度的依據(jù)。在該系統(tǒng)設計方案中，設置三個控制器，協(xié)同完成重介質(zhì)分選過程懸浮液密度智能控制過程。
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