稀土萃取中模糊自調整PID的給料流量智能控制系統研究

李愛蓮+劉駿

摘 要：給流量作為稀土萃取的重要流程，對于稀土萃取的效果有著最為直接的影響。為了進一步提升稀土萃取過程匯總給料流量控制的科學性與準確性，本文旨在從PID模糊自動調節的角度出發，對傳統的PID系統進行優化，進一步增強稀土萃取給料流量智能控制系統的控制效果，促進稀土生產活動的有序開展，滿足實際社會經濟發展對稀土生產的客觀要求。

關鍵詞：稀土萃取；PID；模糊自調整；給料流量智能控制

中圖分類號： TP23 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）31-173-2

0 引言

我國作為最大的稀土生產國，不僅稀土資源的儲量十分巨大，并且稀土資源種類豐富，重、中、輕品類齊全，在世界稀土市場占有重要的地位。現階段我國稀土在生產過程中仍舊存在產品質量較低、成本較高等問題。為了有效改善這一情況，技術人員著手進行稀土串級萃取理論的優化，對給料流量進行有效控制，改變過去稀土萃取過程中破碎化，實現了稀土萃取的可控性[1]。實現給料流量的科學高效控制，需要先關技術的支持，由于大部分的技術被一些國家或者企業所壟斷，難以在短時間內獲取并投入到生產之中，因此我們將模糊自調整控制體系與給料流量控制工作之中。以模糊自調整體系為基礎，對PID給料流量工作進行優化與升級，在很大程度上增強了給料流量控制的智能性與高效性，保證了我國稀土萃取的質量與水平，促進了稀土資源的有效開發與合理利用。

1 PID給料流量系統與數學模式構建分析

對PID給料流量系統以及數學模式構建的分析，能夠幫助我們理清稀土萃取過程中給料流量控制的重點要求與核心環節，實現模糊自調整PID給料流量系統的構建。

為了保證稀土萃取工作的質量與水平，通常情況下PID給料流量系統的控制精度應控制在29-31L/min的范圍之內。PID給料流量系統與閉環控制系統相似，由控制器、執行裝置、反饋設備等幾部分組成，在運行的過程中，根據稀土萃取過程中對原料的使用需求，對控制器的運算速度進行調整，執行裝置根據相關指令對傳送設備以及電機驅動閥門進行調節，反饋設備則不斷進行數據信息的采集與分析，實現給料流量的實時監控，其結構原理如圖1所示[2]。

在稀土萃取的過程中，為了實現PID給料流量系統的科學高效構建，提升其智能性與自動化程度，我們不斷進行對PID給料流量系統數學模型的構建。從構成來看PID給料流量系統數學模型主要由信號輸入、步進電機直線運動、流量輸出以及反饋等幾個環節組成。在PID給料流量系統數學模型的信號輸入環節，通常是以單片機作為核心，由其發出脈沖信號，經由步進電機之后，形成角位移數據，為了保證這一過程的順利進行，會對這一過程進行比例要求，公式如下：θ0=Δθ·N其中θ0為進步電機的角位移數值大小，Δθ為電機步距角，N則表示單片機脈沖輸出的數量。步進電機憑借自身的結構優勢，能夠將角位移轉化為直線移動，PID給料流量系統中的流量閥在選取的過程中，為了保證調節的精度以及靈敏度，一般使用恒壓調速閥。

2 模糊自調整PID給料流量智能控制系統控制器設計

PID控制裝置最初在模擬控制系統出現，傳統的PID控制裝置是以電子元

器件、氣動裝置等來實現自身的控制功能，伴隨著計算機技術以及信息技術的發展，PID控制裝置被轉移到計算機系統中，模擬控制系統下的電子元器件、氣動裝置被相應的軟件系統取代，成為數字PID控制器，并且形成較為完善的數學算法，呈現出良好的靈活性與控制性能[3]。為了實現模糊自調整PID給料流量智能控制系統控制器的科學高效設計，就需要相關技術人員對PID控制算法進行確定，通常情況下PID控制算法包含了位置式以及增量式兩大類，在實際的使用過程中要根據控制系統自身的設計要求與使用場景，進行全面的考量，以PID控制算法為切入點，實現模糊自調整PID給料流量智能控制系統控制的有效設計。同時在控制設計的過程中，要在一定的技術框架下，將系統語言的變量轉化為模糊子集，實現精確量的模糊化，實現PID控制器的模糊化處理。在對PID控制算法進行選擇的基礎上，實現相關算法的模糊推理，通過模糊條件語句進行模糊自調節PID控制系統控制指令的構建。通過這種上述幾種方式，提升模糊自調節PID給料流量智能控制系統控制器的有效設計，使其滿足稀土萃取工作相關流程的使用要求，推動我國稀土產業的健康快速發展。

3 模糊自調整PID給料流量調節系統分析

模糊自調節PID給料流量調節系統作為PID控制系統的核心構成之一，在流量控制的過程中扮演著關鍵性的作用，為了切實有效的推薦PID給料流量智能控制系統的有效構建。我們將以MATLAB工具箱入手，促進SIMULINK以及模糊邏輯工具箱的應用。SIMULINK作為一個軟件應用系統，以動態系統為框架，對相關控制環節進行建模、仿真與分析，由于其支持連續離散以及非線性系統，因此使得其具有良好的環境適應能力與實用性能，SIMULINK在運行的過程中，為了方便用戶登錄實用，提供圖形結構，由于SIMULINK使用遞進結構，用戶可以按照自身的使用習慣，依次進行操作，幫助用戶對相關數據信息以及控制工作進行一定的梳理與明晰[4]。從而使得自身更為直觀，實用更為便捷，用戶除了使用SIMULINK自帶的功能模塊之外，還可以根據自身的實際使用需求，自行設置功能模塊。模糊邏輯工具箱以MATLAB為前提條件，實現了計算機環境下，函數的集成處理，相關用戶在使用的過的過程中，可以利用模糊邏輯工具箱所提供的相關功能，進行模糊推理系統的構建，也可以同時使用Simulink工具箱，實現模糊系統的仿真處理。與SIMULINK相似，模糊邏輯工具箱以圖形用戶界面作為主要的交互方式，用戶可以通過更為便捷的方式來進行工具的使用。

4 模糊自調整PID給料流量智能控制系統硬件

模糊自調節PID給料流量智能控制系統硬件系統是由多個方面組成的，以電路系統為了，為了保證其穩定高效運行，電路系統通常包含了掉電保護模塊、按鍵模塊以及LED現實模塊等幾部分組成。借助于這幾大模塊，模糊自調節PID給流量智能控制系統在運行的過程中，才能夠獲得穩定的電力供應，因此在進行控制系統硬件設計的過程中，要立足于模糊自調節PID給流量智能控制系統硬件使用的實際需要，在現有的技術條件下，不斷進行硬件系統的優化與調整，從硬件構成入手，不斷提升模糊自調節PID給料流量智能控制系統的質量，增強給料流量控制系統的控制效果[5]。

5 模糊自調整PID給料流量DCS控制系統的構建

模糊自調節PID給料流量智能控制系統DCS控制系統是分布式控制系統的一個重要分支，以計算機技術結合其他相關技術，形成一定的控制體系，實現了分散控制、集中操作、分級管理的控制模式。為了保證DCS控制系統在模糊自動調節PID給料流量的自動控制，需要我們對雙總線、環形的網絡拓撲結構進行科學合理設置，并根據實際要求對網絡節點的數量進行科學設置，并通過引進專用計算機，滿足模糊自調節PID給料調節的智能化控制。

參 考 文 獻

[1] 關貴清，肖順根，林建平.稀土萃取工程中給料流量智能控制系統的設計[J].2013，12（3）：292-298.

[2] 逢啟壽，羅璇.稀土萃取模糊PID恒壓給料流量控制[J].濕法冶金，2013，32（1）：114-116.

[3] 逢啟壽，徐永謙.稀土萃取混合室進料口壓力仿真[J].稀土，2014（2）：68-71.

[4] 羅璇，李建，楊文龍，吳富姬，歐陽健強.稀土萃取平直雙葉槳混合效果模擬分析[J].稀土，2015（5）：146-150.

[5] 孫寶華，楊輝，孟莎莎.廣義預測控制算法在稀土萃取過程中的應用[J].有色冶金設計與研究，2014，32（Z1）：75-78.