（控制理论与控制工程专业论文）磨矿过程综合自动化系统研究及应用.pdf

摘要 摘要 磨矿过程是一个复杂的多输入多输出( m i m o ) 过程，并具有时变性、非线性和大时滞特性。论 文以宝钢集团梅山选矿厂磨矿分级过程为对象，研究了磨矿过程自动控制以及综合自动化系统相关 技术。 在分析球磨机、分级机系统模型基础上，论文给出了磨矿分级过程的控制依据，并将整个磨矿 系统分解为若干控制子系统。运用采样控制算法以稳定磨矿给矿量；采用变比值控制和前馈解耦控 制方案分别实现了一段和二段磨矿浓度的自动控制。论文对与选矿质量指标密切相关的磨矿溢流粒 度控制子系统进行了重点分析，采用模糊控制算法稳定粒度，实践证明了上述方案的有效性。 根据磨矿过程工艺及控制特点，最后给出了磨矿过程综合自动化系统的实现。采用基于p l c 的 监督控制与数据采集( s c a d a ) 方案，运行表明，该方案具有良好的经济性、可靠性和灵活性。 研究成果具有很好的推广前景和应用价值，不仅适用于冶金行业，同时对采用自动化和信息技 术改造传统流程企业都具有重要的借鉴意义和参考价值。 关键词：磨矿过程串级控制模糊控制综合自动化p l c s c a d a a b s t r a c t t h eg r i n d 崦p r o c e s si sac o m p l i c a t e dm u t i - i n p u ta n dm u t i - o u t p u tp r o c e s sw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i co f c o m p l e xm u l t i - v a r i a b l e ，n o n l i n e a ra n dl a r g et i m el a g i nt h i sp a p e r , a u t o m a t i cc o n t r o la n dc o m p r e h e n s i v e a u t o m a t i o ns y s t e mt e c h n o l o g yr e l a t e dt og r i n d i n gp r o c e s sa r eb o mr e s e a r c h e di nd e t a i lb a s e do nt h e r e s e a r c ho f g r i n d i n gg r a d ep r o c e s so f m e i s h a nc o n c e n t r a t i o np l a n t , s h a n g h a ib a o s h a ns t e e lg r o u p t h ec o n t r o lm e t h o do f 鲥n d i n gg r a d ep r o c e s si sd e s i g n e da n dt h ew h o l e 鲥n d i n gs y s t e mi st r e a t e da s s e v e r a l c o n t r o ls u b s y s t e m sb ya n a l y z i n go ft h em o d e lo fm i l la n dg r a d e r t h eo r ef e e di ss t a b i l i z e db y s a m p l i n gc o n t r 0 1 v a r i a t i o n a lr a t i oc o n t r o li su s e dt oc o n t r o lt h ef i r s tg r i n d i n ga n df e e df o r w a r dd e - c o u p l i n g i su s e dt oc o n t r o lt h es e c o n dg r i n d i n g t h eg r i n d i n go v e r f a l lg r a n u l a r i t yc o n t r o ls u b s y s t e mi sd i s c u s s e do n 锄p h a s i sa n dt h eg r a n u l a r i t yo fp r o d u c ti ss t a b i l i z e db yf u z z yc o n t r 0 1 t h ev a l i d i t yo fm e t h o d sa b o v ei s s h o w e di np r a c t i c e t h es e t t l e m e n tm e t h o do f g r i n d i n gp r o c e s sc o m p r e h e n s i v ea u t o m a t i o ns y s t e mi sd e s i g n e da c c o r d i n gt o c h a r a c t e r i s t i co f 鲥n d i n gp r o c e s st e c h n i c sa n dc o n t r 0 1 t h em e t h o do fs u p e r v i s o r yc o n t r o la n dd a t a a e q u i s f f i o n ( s c a d a ) i su s e d t h e yr u ne c o n o m i c a l l y ，s a f e l ya n df l e x i b l y r e s e a r c hc o n c l u s i o nh a sg r e a tp o p u l a r i z a t i o nf o r e g r o u n da n da p p l i c a t i o nv a l u e ，w h i c hn o to n l ya d a p t s t ot h ei n d u s t r yo fm e t a l l u r g i c a lb u ta l s oh a sg r e a tr e f e r e n c es i g n i f i c a n c ea n dm e r i tt ot h ea u t o m a t i o na n d i n f o r m a t i o nr e n o v a t i o nf o ro l df l o wi n d u s t r i e s k e y w o r d s ： g r i n d i n g c a s c a d e p r o c e s s c o n t o l f u z z yc o n t r o l c o m p r e h e n s i v ea u t o m a t i o n p l c s c a d a 东南大学学位论文独匐性声明 本人声明所呈交的学位论文怒我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我疑知，除了文孛特别热以标淀鞠致谢酶遗方终，论文中不包含其毯入已经发表或撰写 过豹研究戏莱，氇不包含惫获褥东南大学或其它教窝机构的学叠或诖书籍傻曩过豹材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已猩论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 研究生签名：名毖章日期：坦幺，2 ：主垒 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印 件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包 括毯登) 论文翡全部或部分内容。论文夔公毒 s 式中，k ，是引入的分离系数- e 。、巳为给定矿量与实际矿量的偏差，譬为谶行积分分离的临界 偏差。 发生獗矿进行 矿酵，避移 i 蓁法舔窭与绘定 鑫壤熬锈按，实瑷调节冬羚矿。 3 1 2 一次磨机浓度控制设计 磨机磨矿浓度的大小影响矿粒在钢球周围的粘着程度、矿浆的比重及其流动性，直接影响到排 矿食格粳瘦的比率，对避免矿荟过耪碎，提高选别指标黧关重要。为保证磨枫工作效率，应该将黪 第三章磨矿系统控制方案设计 矿浓度控制在给定指标范围内。 单回路控制系统( 如上述恒定给矿系统) 在一般情况下都能满足正常生产的要求a 但针对磨机 浓度控制，由于其容量滞后，负载和干扰变化比较剧烈和频繁，且工艺对产品质量要求较高，采用 单回路控制方法就不太有效。 为此，针对磨矿系统的特点，我们采用控制性能更好的串级控制系统，通过两个控制器的串联 工作，有效地解决了磨矿系统中的干扰问题。下面我们将详细介绍串级控制系统及其在磨矿控制系 统中的应用。 串级控制系统是由两个或两个以上的调节器串级组成，其中前一个调节器的输出作为后一个调 节系统的给定值”。 串级控制系统由主回路和副回路组成。主被控参数是串级控制系统的控制目标，副被控参数是 为保证控制目标更加稳定所需要的辅助参数。 典型串级控制框图如图3 4 所示。 韭b 可瓦群磐年丽n 长爵竺托万辟糯碎 x ( j ) h l ( s ) h 2 ( s ) 图3 4 典型串级控制系统框图 串级调节系统和单回路简单调节系统相比，在结构上增加了与之相连的副回路，由此产生了一 系列的特点。 1 ) 串级系统具有很强的克服能力。 以图3 4 的串级控制系统为例，当干扰从对象的调节通道进入副回路后，副回路立即动作。该 系统在此干扰作用下的传递函数为： 旦盟：鱼塑鱼! 盟( 3 3 ) f ( s )【1 + g 0 2 ( s ) g o l ( s ) g 。l ( s ) 日l ( s ) l g 。2 ( s ) 式中g j ：o ) 为副回路等效对象的传递函数 2 器2 芸凿嚣赫 。， 串级系统在给定作用下传递函数为： 氐0 ) l + g 0 2 0 ) g o 。o ) g d 0 ) 日1 0 ) 分级机溢流浓度简单调节系统的框图如图3 5 所示。 1 2 ( 3 5 ) 东南大学硕士学论文 图3 5 单回路控制系统框图 该系统在来自调节通道的干扰作用下的传递函数为： q ( 引一 g ，( j ) g 0 2 ( j ) g 0 1 ( s ) 巧o )1 + g 。0 ) g ，o ) g 0 2 0 ) g o ，0 ) 日0 ) + 该系统在在定值作用下的传递函数为： e ( s ) g c ( j ) g ，( s ) g 0 2 ( s ) g o l ( j ) ( 3 6 ) ( 3 7 ) s 叮( j )1 + g c ( s ) g ，( j ) g 0 2 ( s ) g 0 1 ( j ) 月( j ) 串级调节系统与简单调节系统的抗干扰能力，可分别用公式( 3 3 ) 和公式( 3 5 ) 的比值及公 式( 3 6 ) 和公式( 3 7 ) 的比值衡量，即； c ( s ) s o ( _ s ) ：g c l ( s ) 瓯2 ( j ) ( 3 8 ) c ( s ) f ( s 、 鱼业垒盟：gf 。、 ( 3 9 ) c j ( s ) 日( j ) “ 一个调节系统在干扰作用下，要求能尽快克服干扰。使被调量尽快稳定在给定值上，所以公式 ( 3 3 ) 和公式( 3 6 ) 的值越接近零，调节精度越高。在给定作用下，要求被调量能尽快跟随给定 值的变化而变化，因而公式( 3 5 ) 和公式( 3 7 ) 的值越接近1 ，调节性能就越好。所以公式( 3 8 ) 和公式( 3 9 ) 的值越大，说明该系统抗干扰能力越强，定值作用响应越迅速。 如果在串级调节系统中的主调节器采用与简单系统相同比例增益的比例调节器，并且副调节器 也采用比例调节器，两系统采用相同的调节器的话，从式( 3 8 ) 和式( 3 9 ) 看出显然串级调节系 统放大倍数比简单调节系统的放大倍数大k 。：倍。在一般情况下，绝大多数串级调节系统都能满足 k 。+ k ， 足，( k ，是简单调节系统比例调节器的比例增益) 。由于串级调节系统副回路的存在， 提供了系统调节作用的总的放大倍数，因而对进入副回路的干扰具有较强的抑止作用，并且副调节 器比例增益整定得越大，串级系统的优越性就越显著。这是串级调节系统的突出优点。 2 ) 串级调节系统的时间常数减小，增加了调节系统的灵敏度。 图( 3 4 ) 所示的串级调节系统比简单调节系统多了一个副回路。为了便于比较，把副回路看 成一个环节，称为副回路等效对象，等效对象的传递函数为g 。，( s ) 。见式3 4 。 假设g m ( ，) = 之等，q ( s ) = 墨，g c ：。) _ 疋：，致。) _ 岛 把等效对象中的上述传递函数代入公式( 3 3 ) ，整理后为 第三章磨矿系统控制方案设计 式中 g 知) = 击 2 而刍蕊 墨孟= 篙急 ( 3 1 0 ) ( 3 1 1 ) ( 3 1 2 ) 公式( 3 1 1 ) 当k c 2 为正时，比小了( 1 + 丘2 k ，k 0 2 k 2 ) 倍，时间常数减小说明调节 过程反应更灵敏、调节更及时，改善了对象的动态特性，这种效果随副调节器比例增益的提高而更 加显著。公式( 3 1 2 ) 表明足 o ，c ( 七) o ，c ( 七) 0 2 0 东南大学硕士学论文 f g 段：p ( _ j ) 0 ，c ( _ i ) 0 取评价函数p ( k ) = e ( k ) c ( k ) ，当p ( k ) 0 时，减少其权系数。 构造另一个函数为 掷) _ 1 掣 口+ o 图3 1 3 恒值控制的响应曲线 对于磨矿溢流粒度控制器而言，其输入为8 ( t ) 和。( 七) ，若系统时延为d 个采样周期，那么a ，b 分别是8 ( n ，e ( k d ) 处于该模式区间时，其端点参数绝对值的最大值。由分析可知， o 幽 - 3 算法如下： 1 ) 取控制系统的纯滞后拍数为1 ，时延d = 1 + 1 ； 2 ) 在k 时刻，从数据库读取8 ( | i ) 、c ( 曲、e ( k j ) ； 3 ) 从数据库中读取“( _ i ) “( 七一d ) 所使用的规则序号仃枷( 七) ，n u m ( k d ) ； 4 ) 根据n u m ( k d ) ，从数据中读取相应规则的加权系数，( 挖姗z ( 七一d ) ) ； 5 ) 判断8 ( 后) 所处的模式 p s ，p m ，p l ， ，取a m “ e ( k ) 所处模式区间端点参数的绝对值 ； 6 ) 判断8 ( 七一d ) 所处的模式，取b ：m a x ( e ( k d ) 所处模式区间端点参数的绝对值 ； 7 ) 算评价函数，( _ i ) = p ( 七) c ( _ i ) ； 8 ) 如果p ( t ) = 0 ，转项( 1 3 ) ，如果p ( 七) 0 ，转项( 1 1 ) ； 。，计算掷h + 掣； 第三章磨矿系统控制方案设计 l o ) 如果第一次修正”“研( i d ) ，n u 取r n u m ( k d ) = ，( 七) ，否则取 r n u m ( k d ) 】= m i n r n u m ( t d ) 】原有值，厂( i ) ； 山计算f ( k ) = l - 掣； 1 2 ) 如果第一次修正n 肼( i d ) ，l u 取r n u m ( k - c o 】= 厂( 女) ，否则取 r n u m ( k d ) = m a x r n u m ( k d ) 原有值，( ) 1 3 ) 本次学习结束此时的控制输出为 h ( k ) = “( ”) 月 ( 3 2 4 ) 对某一被控对象，某一规则的加权系数r 的学习过程是收敛的，并且具有在线学习效果，可自动 保存知识，供下一次控制使用。 3 2 3 二次磨机浓度前馈解耦控制 在多变量过程控制系统中，各系统之间的耦合是经常存在的。目前，许多单变量控制系统之所 以能正常工作，是因为在某些情况下，这种耦合的程度不高，或者说，有些系统间只是一种松散联 系，因此可以把这样的系统相对孤立起来按照简单的单变量系统的方式进行分析与设计。但也有 不少生产过程中，变量间的关联比较紧密，一个控制变量的变化，同时会引起多个被控变量的变化。 在这种情况下就不能简单地将其分为若干个单变量系统进行分析与设计，否则难以取得满意的控制 效果，甚至得不到稳定的控制过程。 二段磨矿过程作为一个大系统，各种生产因素相互关系比较复杂，有耦合。通过分析其中各种 因素的关系，该磨矿过程可以看作一个2 输入( 给矿、给水) 、2 输出( 溢流浓度、溢流粒度) 的控制 对象“，如图3 1 4 所示。 图3 一1 4 二段磨矿过程系统 以上的控制方案都是单变量控制，在控制方案的实施中，调节浓度的过程中会影响粒度，同样 调节粒度的过程中会影响浓度。整个磨矿系统的输入和输出都是2 个变量，针对这种情况系统的较 好控制方案是解耦控制。 传统的解耦方法有对角线矩阵综合法、单位矩阵综合法、前馈补偿综台法等等，下面将详细介 绍各种解耦方法，并且分析其优缺点。 1 1 对角线矩阵综合法 为了使n 组相互关联的控制系统成为独立的系统，必须使系统具有如下的形式，即 东南大学硕士学论文 k ( s ) e ( j ) ： e ( s ) g 1 1 ( 5 ) oo0 0 g 岛( s ) 0 0 000 g o ( j ) u l ( s ) 以( s ) ： 玑( j ) ( 3 2 5 ) 其中y n ( s ) 是控制系统的输出量，g 。( s ) 是对角化以后的传递函数，u 。( s ) 是控制系统的 输入量。经过解耦以后，应有 因为矩阵 g l ，o ) g ，：( s ) g 。0 ) g 2 1 ( j ) g 2 2 ( j ) g 2 。( j ) ； g l ( s ) g 。2 ( j ) g 。( j ) 只l ( j ) e 。o ) ： 只( j ) g l l ( s ) 0 0 0 g 2 2 ( j ) 0 00 g 。( s ) g 1 ，o ) g 1 ：( s ) 一 g 2 l ( s ) g 2 2 ( s ) 一 g t ( j ) g 。2 ( j ) 一 所以，可以从式( 3 2 5 ) 求得解耦矩阵 ，0 ) = e 。( j ) 五。0 ) ： e ( j ) g 1 1 ( s ) g 1 2 ( j ) 一 g 2 l ( s ) g 2 2 ( j ) “ g 。l ( s )g 。2 ( s ) ” 0 e 。( j ) 最。o ) 只。( s ) g 1 1 ( j ) o o e 2 ( s ) e ：0 ) ： e ：o ) 0 0 g 2 2 ( j ) 0 0 g 。( j ) ( 3 2 6 ) ( 3 2 7 ) 可以证明，经过解耦控制以后的系统，控制变量对输出变量没有影响。因此，经过对角线矩阵解 耦之后，n 个控制回路就互不关联了。 对角线矩阵综合法突出的优点是动态响应性能好，过渡过程时间短，具有良好的解耦效果，但 受对象耦合矩阵是否非奇异的约束。 2 1 单位矩阵综合法 单位矩阵综合法与对角线矩阵综合法类似，只是让传递函数为单位矩阵i ，即 啪? 驰 吒吆；吒 ) ) ) 如如；如 五足 以 吒；吒 第三章磨矿系统控制方案设计 可以得到 因为 所以 z ( s ) e ( j ) ： e 0 ) l0 ol ： o0 oo o0 ： 0l g l ，0 ) g 。：0 ) g 。( s ) g 2 l ( s ) g 2 2 ( j ) g 2 。( s ) ；!i ( ，( j ) u 2 ( s ) ： u 。( j ) e 。0 )e ：0 ) 互。( j ) e 。( 5 ) 兄( j ) 五。0 ) q 。( s ) g 。2 ( s ) g 。( s ) 儿( j ) 只2 ( j ) c 。( s ) ，( j ) = g 1 l ( j ) g 。2 ( j ) g l 。( s ) g 2 l ( j ) g 2 2 ( j ) g 2 。( s ) ： q 。( s ) g 。2 ( s ) g 。( s ) e l ( ，) f 2 1 ( j ) ： 只，( s ) e 。o ) 五。0 ) ： - ( s ) 0 g 1 1 ( j ) g 2 l ( j ) ： g 。l ( s ) g l 。( s ) g 2 。( j ) ： g 。( j ) o 1 ：。 o ( 3 2 8 ) ( 3 2 9 ) 单位矩阵综合法突出的优点是动态偏差小，响应速度快，过渡过程时间短，具有良好的解耦效 果，但工程上较难实现。 3 ) 前馈补偿法 所谓前馈控制，它是与反馈控制相对而言的。反馈控制是在系统受到扰动，被控量发生偏差后 再进行控制。而前馈控制的基本思想就是根据进入过程的扰动量( 包括外界扰动和设定值变化) ，产 生合适的控制作用，使被控量不发生偏差。 前馈补偿解耦法是根据不变性原理设计解耦网络，从而解除系统的耦合关联。图3 1 5 给出了 一个双变量系统利用前馈补偿法进行解耦的系统框图“”。 图3 1 52 2 前馈补偿法解耦控制系统框图 利用不变性原理来消除这种耦合影响，令 d d d “；“ 吼吼 瓯 如如；如 兀疋 裹毒丈学硬圭学论文 y 1 1 + y 1 2 = 0( m2 0 ) y2 l + y 2 2 = 0( m l o ) 送箍雹 w 2 ( s ) + d1 2 ( s ) wl s ) = 0 w2 ( s ) + d2 i ( s ) w ( s ) ；0 从而得出解耦网络的数学模型为 啪卜器 d 2 | 一踹 ( 3 3 0 ) ( 3 3 1 ) 显然，缀前馈补偿解耦后，图3 1 5 所示的耦合系绩将变为两个单回路控制系统。比较对角矩 阵解耦法岛前馈补偿解耦法，可见它们具有相同的解耦效果，但应用前馈补偿法解耦，所需的解耦 网络结构简单。例如，2 x 2 耦台系统，用对角矩阵法解耦，其解耦网络中包宙4 个解耦支路模型， 而前馈聿 偿解耦法只需2 个支路横型，且其解耦模型阶次低，因丽易于实现。 逶过分糖霉魏，上述爨瘸戆瓣耩方法实嚣上就是毙秀蓼馁控裁缝思想； 入戮瓣鹅控裁孛。它荛逡 道闯据置辩耩合看作干撬篱号，簌搿采翔替楼静方法送行 经解耦。萁优点楚解耦豹实现更麓简单， 易于在工稷中应用，但是经过前馈解耦后的被控对象特性有所改变。 4 ) 二段磨机前馈解耦系统分析和设计 磨矿= 段溢流补加水和= 段邋矿水的添加是保证生产过程稳定运行和产器威最的重要手段。对 于两段闭路缭矿系统一般两吉，装生产受萤( 朝入磨矿激) 量基本稳定，系绫按眈例控嵩i 绘承，可 敬基本舔逡一驳蘧蘑撬瘫豹浓凌。毽在二段蜜矿生产遗疆孛，球塞疑蠹懿浓度刘毒二致分级返移璧 有关，嚣= 段分缓机返砂量受缨度控制影响很大，二次分级溢流细度作为耋簧黧产指标必须严格控 制，而控制细度的方法是往分缀帆内添加二次溢流补加水；当细度变粗时，加丈给水量，加速分缀 机内矿砂沉淀，较粗的矿砂返回= 段球磨，只有较细的矿砂才会溢出；反之则减小给水量保证细度 相对稳定。 在生产卡，由于控制细度的= 次溢流补加水量变化较大，会导致分级返砂爨变他也很大，从而 傻二段球蘑掇浓度难疆稳定。这懋因先，由于细度盼控骥毒二段球磨浓度关联缀丈，厨时受经验耧 责任心等入为因素影响，夭工襟于# 辩，二段球蘑浓度渡秘较大，有拜雩芸至造筏“胀黩”臻 球瘩规肉 矿水比例严麓失衡，如水过多称“稀胀”，水过少称“平胀”) 等设备故障。嚣仅以浓度值进行反馈 控制，调节过程中有时会出现不能允许的动态偏差。 为了控制二次分级溢流细魔，必须保持二段球磨机磨矿浓度的稳定。因此，在二段分级机返砂 量增加时，加大二段返矿水，稀释矿砂，降低球磨机内浓度；返砂量减少时，减少返矿水，保持磨 机浓度。遮榉，通过控制返矿水寒闻接控制磨枧浓度，降低了二段溢流细度对黪机浓度的耦合。固 霆季，在添鸯鞋潺矿求鞋，壶子返轳窳经遘球瘗楗，最终溅避二瑷分缓氍，不可遣兔彩瘸二段褰矿细瘦， 又必须避避溢流永来避一参控制滋流细度。由我霉觅，逛矿求和溢流水魏添翔之溺存在着藕合现象。 在对系统耦合现象进一步分析时，发现返矿水和激流水添加之间的耦含谢强弱之分。返矿水和 溢流水的流摄，根据工艺要求有区别。因此，在二次溢流细度稳定变化范围内，可以忽略返矿水的 变化对溢流细度的耦合影响；相威，只需考虑溢流水的变化所引起的磨机浓度的影响，通过改变= 段返矿水确像麝机浓度的稳定。 本系绞鳃糕设计决定采用魏馕 偿法，冠时，裰据上述工艺过程分辑，胃将解糨系统简化为攀 第三章磨矿系统控制方案设计 回路解耦控制系统，减少了系统投资，取得的良好的效果。如图3 1 6 所示 图3 1 6 简化后的解耦控制系统 前馈控制器是基于扰动来消除扰动对被控量的影响。扰动发生后，前馈控制器动作及时，对抑 制由于扰动引起的动、静态偏差相当有效。但前馈控制属开环控制，且只对指定性的扰动具有补偿 作用，为弥补上述局限性，决定将前馈和反馈结合起来，构成前馈反馈复合控制系统。为提高系统 的响应速度，在前馈反馈复合控制的基础上增加球磨浓度补加水流量控制闭环，即采用串级控制方 案。在给水管路上安装电动阀和流量计，当球磨机内浓度发生变化时，根据浓度控制算法修改流量 闭环的给定值，流量闭环及时调节给水量，保证浓度快速稳定。 二段球磨浓度前馈解耦串级复合控制系统示意图3 1 7 和方框图3 1 8 分别如图和图所示。 浓度 图3 - - 1 7 二段球磨浓度前馈串级复合控制系统示意图 砂量 图3 1 8 二段球磨浓度前馈串级复合控制系统方框图 该前馈串级复合控制系统中，内环即流量环作为随动环节采用p i 控制即可满足要求，而作为外 东南大学硕士学论文 环即浓度环，由于磨机是一个容量很大的惯性环节，故在浓度控制器中引人了微分算法，即采用p i d 控制规律以改善其动态特性。为改善微分效果，采用不完全微分算法。 该前馈串级复合控制系统中，内环即流量环作为随动环节采用p i 控制即可满足要求，而作为外 环即浓度环，由于磨机是一个容量很大的惯性环节，故在浓度控制器中引人了微分算法，即采用p i d 控制规律以改善其动态特性。 此外，在浓度控制中，水量由调节阀( 电动v 形球阀) 控制，为避免电动阀频繁开关以减少机械 磨损，在浓度控制中采用带死区的p i e ) 算法，即只要误差e ( k ) 在死区范围内，调节器输出不变。具 体设计时，外环浓度死区d e a d bw 设为i ，内环流量d e a d bw 设为0 2 ，即在浓度误差为1 、 流量误差为0 2 m 3 矗范围内输出不变，这样一来有效地避免了调节阀频繁动作的现象。 第器睾鸯矿缭台鑫赫纯系绞实瑗 第四章磨矿综合自动化系统实现 蠹藏嚣凡鬻分辑虿觅，瘩矿遥穰撩潮系统有鞋下特意： 1 ) 数据景大且分散。掇摇工厂实际布局，需设计多个站点。 2 ) 掇制算法复杂。为达到鼹好的控制效果，需采用有效的控制结构( 如串级控制结构) 和控 制策略( 如常规控制+ 智能控制) 。 3 ) 系统设备复杂，不仅有大爨开关控制量，系统还禽有很多模拟控制缴。 基于上述原因，考虑控制系绕特点，采用基于现场总线( f i e l d b u s ) 的p l c - s c a d a 系统。 毒 现场控制系统实现 4 1 1p r o f i b u s 现场总线 瑷场慧线是2 0 藿纪8 0 筝健巾鬟在国际上发震起袋瓣。它应弱在生产璇场，实褒鹱撬琵嚣量设 备之嗣筑双囱率行多节点数字遴镄，适应了工监控铡系绕囱分散纯、弼终纯、耱能化方向静发震。 一经产生便成为全球工业自动化技术的热点，受到全世界的普遍关注。自8 0 颦代末以来，几种现场 总线技术如f f 、l o n w o r k s 、c a n b u s 、p r o f i b u s 等己逐渐成熟并对工业自动化谶程形成影响“。 p r o f i b u s 是p r o c e s sf i e l d b u s 的缩写，是一种用予工厂自动化车间级监控和现场设备层数据 通信与