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焦炉集气管压力模糊神经网络控制系统

时间:2021-10-01 08:14:24 电子通信论文 我要投稿

焦炉集气管压力模糊神经网络控制系统

摘要:针对焦炉集气管压力这类多变量非线性系统,提出一种基于模糊神经网络的智能协调控制方案。应用遗传算法对模糊神经网络结构和参数进行优化,并采用PLC的逻辑梯形图语言编程实现智能协调运算。工程应用表明了系统设计的有效性。

    关键词:可编程控制器 模糊神经网络 智能控制

焦炉集气管压力控制是焦炉控制的关键之一。压力大时焦炉冒烟严重,近距离不能看清设备,大量焦炉媒气进入空气中,污染环境;压力小时空气吸入严重,影响焦炉寿命和焦炉煤气质量。因此,采用先进控制手段,对焦炉焦气管压力进行长期稳定控制,对于改善环境、提高煤气回收量和质量、提高焦炉辅助产品产量和质量,具有重要的意义。焦炉集气管控制系统的主要问题有:

(1)焦炉集气管压力系统是一个耦合严重、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈的多变量系统,一般的PID调节很难满足要求。

(2)当媒质较好、鼓风机后媒气负荷稳定时,自动控制效果较好;当媒质较差、鼓风机后压力变化大时,常常出现振荡现象,迫使系统无法投入自动控制。

(3)作为控制机构之一的鼓风闸阀存在严重的非线性、滞后大,常规伺服放大器加执行结构很难适应。

近年来,神经网络、模糊技术和遗传算法已成为智能计算的三大信息科学,是智能控制领域的三个重要基础工具,将三者有机地结合起来,取长补短,不仅在理论上显示出诱人的前景,在实际应用也取得了突破。本系统采用一种基于遗传算法和模糊神经网络的智能模糊控制器,实现了模糊规则的在线修改和隶属函数的自动更新,使模糊控制具有自学习和自适应能力。本文将系统的硬件高可靠性、软件灵活性与现代智能控制相结合,在分析控制对象的基础上采智能协调解耦控制方案,应用PLC的逻辑梯形图语言编程实现,保证了集气管压力稳定在工艺要求范围内。

1 工艺简介

图1是焦炉集气管系统的结构。焦炉媒气从各炭化室通过上升管时被循环氨气冷却到80~90℃,然后进入集气管。焦炉某气从焦炉到初冷器分为两个吸气系统,即1号和2号焦炉为一个系统,3号焦炉为一个系统。1号和2号焦炉的煤气从各自的集气管进入共用吸气管后,在初冷器前与3号焦炉的煤气会合后进入初冷器。通过初冷器被冷却到35~40℃,然后由鼓风机送往下道工序。

2 系统硬件结构及系统功能

焦炉集气管压力控制系统采用高可靠性的两级计算机集散控制系统,由监控、控制器和通讯网及仪表系统构成,如图2所示。监控站由研华工业控制

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