基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種侶椿加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 侶型材生產(chǎn)企業(yè)屬于高能耗、高排放制造企業(yè)，擠壓生產(chǎn)的成本控制是企業(yè)關(guān)注 的重點(diǎn)問題之一。侶椿加熱爐是配合擠壓機(jī)使用的設(shè)備，將侶椿鑄錠使用天然氣加熱至擠 壓工藝設(shè)定溫度，有利于擠壓成型。侶椿加熱爐是擠壓生產(chǎn)線中能耗最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此 降低加熱爐的能耗，可W保證擠壓生產(chǎn)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
[0003] 傳統(tǒng)的溫度控制采用比例、積分、微分控制，簡稱PID控制方法，PID控制方法結(jié)構(gòu) 簡單、穩(wěn)定性好、調(diào)整方法，是一種線性控制方法，根據(jù)溫度給定值和實(shí)際溫度值的偏差的 比例、積分和微分，通過線性組合的形式構(gòu)成控制量，對加熱爐的天然氣輸入量進(jìn)行控制。 然而由于生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，對溫度的影響因素是多方面的，導(dǎo)致了溫度是一個(gè)非線性時(shí) 變參數(shù)，且燃燒過程存在較長的時(shí)間滯后性。因此使用PID方法對溫度進(jìn)行控制難W獲得 良好的控制效果。
[0004] 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模擬人類大腦思維的非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有分布式存儲和并行協(xié) 同處理能力，可W針對不同的復(fù)雜環(huán)境和多目標(biāo)控制要求自適應(yīng)的調(diào)整自身的網(wǎng)絡(luò)加權(quán)系 數(shù)，W任意精度逼近任意非線性函數(shù)，可W用于具有非線性、滯后性、高精度的控制對象。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型目的在于，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的侶椿加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制 系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前加熱爐燃燒溫度和給定溫度的差值，動(dòng)態(tài)地調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出參數(shù) (PID輸入?yún)?shù)），實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制；同時(shí)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向傳播方法，不斷調(diào)整神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)加權(quán)系數(shù)，使得其輸出對應(yīng)于某種最優(yōu)控制規(guī)律下的PID控制參數(shù)。
[0006] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是；一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的侶椿加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控 制裝置，其改進(jìn)在于：包含有加熱爐燃燒系統(tǒng)和溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)；
[0007] 其中，所述加熱爐燃燒系統(tǒng)包含天燃?xì)庀到y(tǒng)、空氣系統(tǒng)、電動(dòng)執(zhí)行器和組合火槍構(gòu) 成，所述天燃?xì)庀到y(tǒng)及空氣系統(tǒng)通過電動(dòng)執(zhí)行器和組合火槍相連；
[000引其中，所述溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)包含溫度傳感器及PID控制器；所述PID控制器 通過D/A模塊與電動(dòng)執(zhí)行器相連，所述溫度傳感器通過A/D模塊與PID控制器相連。
[0009] 其中，所述天燃?xì)庀到y(tǒng)包含燃?xì)夤艿?、及安裝于燃?xì)夤艿郎系娜細(xì)膺^濾器、減壓 閥、燃?xì)饪傠姶砰y、點(diǎn)火電磁閥和大火電磁閥；所述減壓閥、燃?xì)饪傠姶砰y、點(diǎn)火電磁閥和大 火電磁閥與電動(dòng)執(zhí)行器相連；
[0010] 所述空氣系統(tǒng)包含空氣管道、安裝于空氣管道上的蝶閥；所述蝶閥與電動(dòng)執(zhí)行器 相連。
[0011] 其中，所述溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模 塊與PID控制器相連。
[001引其中，PID控制器包含溫度測量模塊，溫度比較模塊及輸出控制模塊；
[0013] 其中，所述溫度測量模塊與溫度傳感器相連獲取加熱爐的爐內(nèi)溫度，將爐內(nèi)溫度 傳遞至溫度比較模塊；所述溫度比較模塊比較爐內(nèi)溫度（Ct)和設(shè)定溫度（rt,)得出溫度差 值咕二rt-ct)，并將溫度差值咕二rt-ct)傳遞至輸出控制模塊；
[0014] 其中，所述輸出控制模塊包含第一計(jì)算控制模塊和第二計(jì)算控制模塊；
[0015] 其中，第一計(jì)算控制模塊接收溫度差值，并與闊值比較，溫度差值大于闊值時(shí)，進(jìn) 行全功率加熱；
[0016] 其中，第二計(jì)算控制模塊接收溫度差值，并與闊值比較，溫度差值小于闊值時(shí)，：通 過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊對PID控制器進(jìn)行調(diào)整。
[0017] 為達(dá)此目的，本實(shí)用新型首先提供一種PID控制方法，包括：分為比例、積分和微 分=部分的線性組合，構(gòu)成PID控制方程：
[001引
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制裝置，其特征在于：包含有加熱 爐燃燒系統(tǒng)和溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)； 其中，所述加熱爐燃燒系統(tǒng)包含天燃?xì)庀到y(tǒng)、空氣系統(tǒng)、電動(dòng)執(zhí)行器和組合火槍構(gòu)成， 所述天燃?xì)庀到y(tǒng)及空氣系統(tǒng)通過電動(dòng)執(zhí)行器和組合火槍相連； 其中，所述溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)包含溫度傳感器及PID控制器；所述PID控制器通過 D/A模塊與電動(dòng)執(zhí)行器相連，所述溫度傳感器通過A/D模塊與PID控制器相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制裝置，其特征在 于： 所述天燃?xì)庀到y(tǒng)包含燃?xì)夤艿?、及安裝于燃?xì)夤艿郎系娜細(xì)膺^濾器、減壓閥、燃?xì)饪傠?磁閥、點(diǎn)火電磁閥和大火電磁閥；所述減壓閥、燃?xì)饪傠姶砰y、點(diǎn)火電磁閥和大火電磁閥與 電動(dòng)執(zhí)行器相連； 所述空氣系統(tǒng)包含空氣管道、安裝于空氣管道上的蝶閥；所述蝶閥與電動(dòng)執(zhí)行器相連。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制裝置，其 特征在于：所述溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊與 PID控制器相連。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制裝置，其特征在 于： 其中，PID控制器包含溫度測量模塊，溫度比較模塊及輸出控制模塊； 其中，所述溫度測量模塊與溫度傳感器相連獲取加熱爐的爐內(nèi)溫度，將爐內(nèi)溫度傳遞 至溫度比較模塊；所述溫度比較模塊比較爐內(nèi)溫度（ct)和設(shè)定溫度（rt,)得出溫度差值（e t =rt-ct)，并將溫度差值（et= r t-ct)傳遞至輸出控制模塊； 其中，所述輸出控制模塊包含第一計(jì)算控制模塊和第二計(jì)算控制模塊； 其中，第一計(jì)算控制模塊接收溫度差值，并與閾值比較，溫度差值大于閾值時(shí)，進(jìn)行全 功率加熱； 其中，第二計(jì)算控制模塊接收溫度差值，并與閾值比較，溫度差值小于閾值時(shí)：通過神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊對PID控制器進(jìn)行調(diào)整。
【專利摘要】本實(shí)用新型基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁棒加熱爐燃燒溫度自動(dòng)控制裝置，含有加熱爐燃燒系統(tǒng)和溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)，溫度自動(dòng)控制電氣系統(tǒng)包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模塊與PID控制器相連。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分為向前傳播和反向?qū)W習(xí)兩部分，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的向前傳播用于輸出PID控制中的比例參數(shù)Kp、積分參數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反向?qū)W習(xí)用于自適應(yīng)的調(diào)整自身網(wǎng)絡(luò)加權(quán)系數(shù)，使得輸出對應(yīng)于某種最優(yōu)控制規(guī)律下的PID控制參數(shù)。該方法不僅可以使得鋁棒加熱爐燃燒溫度控制達(dá)到工藝要求，減少加熱溫度變化導(dǎo)致的廢品率，提高鋁棒加壓的工作效率；還可以減少溫度到達(dá)穩(wěn)態(tài)所需的調(diào)節(jié)時(shí)間，減少能耗損失，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
【IPC分類】G05D23-30
【公開號】CN204595644
【申請?zhí)枴緾N201520325952
【發(fā)明人】梁鵬, 陳文泗, 羅銘強(qiáng)
【申請人】廣東興發(fā)鋁業(yè)有限公司, 廣東興發(fā)鋁業(yè)（江西）有限公司, 興發(fā)鋁業(yè)（成都）有限公司, 廣東興發(fā)鋁業(yè)（河南）有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月18日