在自動(dòng)化生產(chǎn)流水線(xiàn)中,如果物料的波動(dòng)量很大(比如沙石料、水泥等),若沒(méi)有很好的控制算法,往往實(shí)際物料重量與理論重量偏差很大而不能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需求。yi般設計[稱(chēng)重控制器]1的做法是:xian啟動(dòng)[配料系統]2開(kāi)始喂料,然后在喂料的過(guò)程中不斷地檢測喂料的重量.當理論用料量和當時(shí)的實(shí)際喂料量的差值小于喂料提前量時(shí),關(guān)閉喂料器的喂料閥門(mén),停止喂料,靠慣性和閥門(mén)關(guān)閉后的物料流量補足理論料量;若提前量太大,靠點(diǎn)動(dòng)喂料完成。筆者以為,物料從儲料倉到稱(chēng)重器的控制方式是控制過(guò)程的關(guān)鍵所在。

1、自適應模型
在每次配料時(shí),如果按前yi次配料的喂料提前量關(guān)閉喂料器的喂料閥門(mén),液體灌裝機停止喂料后,經(jīng)過(guò)yi定時(shí)間,若實(shí)際喂料量與理論喂料量的jue對差值在誤差允許范圍內時(shí),喂料提前量是合適的,則不需要修正該值;而如果實(shí)際喂料量與理論喂料量的jue對差值大于允許誤差范圍時(shí),喂料提前量就要修正,其修正模型如下式中w是下yi次稱(chēng)重時(shí)的喂料提前量;w0為本次稱(chēng)重時(shí)的喂料提前量;x1為使用w0喂料提前量停止喂料后的實(shí)際喂料量;x0為理論料喂料量;R為風(fēng)險系數,是利用貝葉斯法則從每次改變喂料提前量的數據中獲得的后驗概率,從后驗概率出發(fā),運用風(fēng)險函數,求出具有zui小風(fēng)險模式的系數。風(fēng)險函數是指將屬于yi類(lèi)樣本X決策為Yj類(lèi)(記為aj)的風(fēng)險,記為λ(aj|yi)。因此,將樣本X決策為Yj類(lèi)的總風(fēng)險為選擇風(fēng)險R(aj|X)zui小的作為樣本X的系數,而xian驗概率P(yi)代表配料系統對任務(wù)的xian驗知識;條件概率P(X|Yi)的分布形式可以根據xian驗知識來(lái)估計,而函數的參數向量可以從實(shí)際測試的數據中估計出(估計的方法可以是zui大似然估計、貝葉斯估計等方法)。其中Rzui初使用經(jīng)驗數據,隨著(zhù)實(shí)際配料過(guò)程的實(shí)施,具有實(shí)際配料數據(實(shí)際配料量x,下料流量y,喂料提前量w,點(diǎn)動(dòng)次數n等,這些數據需要每次保存)后,實(shí)測數據作為樣本空間利用上式快速計算得出y為本次稱(chēng)重過(guò)程中的平均物料流量,由公式計算獲得,wi為各個(gè)時(shí)間段內的喂料重量。自動(dòng)灌裝機而在下yi次配料稱(chēng)重時(shí),閥門(mén)關(guān)閉的喂料重量提前量按w1=w+ky計算使用(式中k為yi個(gè)常量)。
2、實(shí)現方法
在實(shí)際應用中,由于每yi次配料時(shí)各種物料的配料重量,使用的喂料提前量,實(shí)際配料量,實(shí)際下料流量以及點(diǎn)動(dòng)次數不完全相同,故在修改提前量時(shí)必須要有以前的各種因素數據,所以在設計系統時(shí),可以將每次配料的實(shí)際配料量、喂料提前量、下料流量、點(diǎn)動(dòng)次數等數據記錄下來(lái),作為以后修改喂料提前量的原始經(jīng)驗數據,同時(shí)也作為生產(chǎn)管理的數據來(lái)源。稱(chēng)重終端在系統自動(dòng)修改喂料提前量數據時(shí),將這些數據取出來(lái),作為配料系統自適應算法各種參數和配料系統風(fēng)險參數評估的數據來(lái)源。

3、配料系統的特點(diǎn)
3.1不需要提前獲取喂料提前量的經(jīng)驗數據yi般應用系統在設計階段都要得到有關(guān)各種物料的下料流量和喂料提前量的經(jīng)驗數據,而這些經(jīng)驗數據必須經(jīng)過(guò)反復實(shí)驗才能得到;但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,為避免浪費,yi般不允許多次實(shí)驗。從[稱(chēng)重模塊]1采用喂料提前量自適應算法,在設計階段不需要這些經(jīng)驗數據,可以在開(kāi)始時(shí)設定yi個(gè)較大的喂料提前量,系統根據自己實(shí)際測定的流量數據,自動(dòng)修改喂料提前量數據,從而節省大量的實(shí)驗材料和費用。
3.2喂料提前量收斂速度快在進(jìn)行喂料提前量修正時(shí),如果算法設計不好,在系統自動(dòng)修正時(shí),有可能引起喂料提前量數據的振蕩,使得喂料提前量時(shí)高時(shí)低,也有可能逐步收斂,但是收斂速度太慢,不利于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量穩定。使用喂料提前量自適應算法,其收斂速度很快;又由于是單向收斂,不會(huì )造成提前量振蕩或太小,而使實(shí)際喂料量超過(guò)理論值。在提前量太大而喂料不足時(shí),可以控制點(diǎn)動(dòng)以補足喂料。防爆電子秤yi般經(jīng)過(guò)兩三次配料過(guò)程即可基本消除點(diǎn)動(dòng)喂料過(guò)程,得到符合實(shí)際的喂料提前量,縮短了系統的調試周期。
3.3配料系統風(fēng)險較小由于系統風(fēng)險參數在算法中充分考慮了以前的實(shí)際配料數據(實(shí)際配料量、喂料提前量、下料流量、點(diǎn)動(dòng)次數等),所以在此基礎上建立的模型其風(fēng)險zui小。
4、實(shí)際應用
砼攪拌樓控制配料系統要求在配料時(shí)各物料配料稱(chēng)重準確、操作簡(jiǎn)單、使用方便,操作員在控制室內就可以實(shí)施對生產(chǎn)線(xiàn)全過(guò)程的監視、操作、控制、系統故障定位及故障應急處理等,使生產(chǎn)線(xiàn)按預xian設定的工藝流程運行,盡可能減少人為因素的影響。通過(guò)增加工業(yè)以太網(wǎng)接口,可以很方便地與廠(chǎng)級MIS系統掛接。砼攪拌樓的控制過(guò)程是yi個(gè)由機械和電器兩部分組成的自動(dòng)配料系統,機械部分包括喂料機構、稱(chēng)重機構等;電器部分由[稱(chēng)重模塊]2套件、[稱(chēng)重儀表]1、工業(yè)控制計算機、控制箱、氣動(dòng)系統等組成。該系統的稱(chēng)重配料是關(guān)系其產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素,在研制過(guò)程中,對其主要原材料水泥、沙、碎石、水、減水劑重量要求準確度較高;而這些物料由于密度、流量的不同,各個(gè)自動(dòng)配料系統的控制方式也不同,造成在整個(gè)系統中對于不同的物料需要專(zhuān)門(mén)設計其稱(chēng)重控制軟件,工作量太大。使用上述介紹的喂料提前量自適應算法后,各稱(chēng)重系統的軟件基本相同,減少了設計工作量和系統維護工作量,提高了稱(chēng)重的精度,增加了自動(dòng)配料系統的整體穩定性。該配料系統使用MicrosoftVisualBasic3.0編制,在1995年投入使用,由于系統xian進(jìn),穩定可靠,已經(jīng)連續、穩定、可靠地運行達7年以上,使該單位的產(chǎn)品長(cháng)期穩定在高質(zhì)量、高技術(shù)水平上,增強了市場(chǎng)競爭能力,獲得了ji好的經(jīng)濟效益。