摘要：針對選煤廠重介質分選過程懸浮液密度控制系統存在的大滯后、大慣性問題，設計基于模糊PID懸浮液密度智能控制方案。設計分別以精煤灰分/偏差、懸浮液密度/偏差為輸入雙閉環系統控制模型，給出該方案的硬件框圖、I/O分配表，同時給出模糊查表核心軟件功能的實現流程。將該方案應用到選煤廠重介質分選過程并完成試驗，獲取并統計懸浮液密度值，經與理想值比較證明，所提智能控制方案可精確、實時地控制懸浮液密度，削弱慣性滯后現象。
關鍵詞：模糊；PID控制；PLC控制器；懸浮液密度；TCP/IP智能控制
原煤是由煤、矸石等多種礦物質組成的混合物，其中煤的密度為1200~1700kg/m3，精煤的密度為1400~1500kg/m3，中煤的密度為1400~1800kg/m3，矸石的密度為1800~2600kg/m3。選煤廠重介質選煤過程即根據原煤中各礦物混合物密度的不同，利用密度原理并輔以機械方法和液流原理將精煤、中煤、矸石進行分離[1]。選煤廠重介質分選過程應用重介質懸浮液，將原煤放入由密度不同的固相和液相組成的重介質懸浮液中，密度大于該懸浮液的物料下沉，密度小于該懸浮液的物料上浮，進而將精煤、中煤以及矸石分離。為提高重介質分選效率以及控制精度，采用智能化控制方案，實現重介質選煤過程懸浮液密度的智能化控制，實現參數自整定和在線修改[2]。國內外相關專家就選煤廠重介質分選過程懸浮液密度控制方法展開一系列研究，如53SU1000型重介質選煤自動測控系統，采用PID控制算法，實現重介質懸浮液各參數的動態平衡；如國內研制的“IZK型重介質選煤自動控制系統”，通過控制精煤灰分，實現懸浮液PID參數自適應，實現精煤灰分在線控制，懸浮液密度控制精度達0.006kg/L[3]；如利用PLC控制系統，實現重介質選煤懸浮液密度、黏度、液位等核心參數的自動回控和自整定，將重介質分選過程進行模塊化、過程化模糊控制[4]。在汲取選煤廠重介質分選過程懸浮液密度已有控制方案和控制理論的基礎上，契合重介質選煤工藝，優化組合，提出懸浮液密度智能控制方案，提高控制精度、穩定性以及實時性。
1系統設計
選煤廠重介質分選過程懸浮液密度智能控制方案系統設計框圖見圖1所示，采用雙閉環智能控制方案實現懸浮液密度智能控制，其中外環以精煤灰分反饋值與設定值之間的差值為輸入變量，通過灰分儀測得的精煤灰分為反饋量，經控制器、PID模糊控制器處理后實時調節懸浮液密度；內環以懸浮液密度反饋值與設定值之間的差值為輸入變量，通過密度儀測得的懸浮液密度為反饋量，經PID模糊控制器邏輯判斷后調節懸浮液密度[5-7]；調節懸浮液密度的方法可通過智能控制補水閥、分流閥、加介泵實現；在重介質分選過程中，將混料桶液位、補水閥開度以及磁性物含量值實時數據反饋至PID模糊控制器輸入，作為邏輯判斷、調節懸浮液密度的依據。在該系統設計方案中，設置三個控制器，協同完成重介質分選過程懸浮液密度智能控制過程。
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