一種基于廣義逆矩陣的水泥生料質量控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種水泥生料配料方法及系統(tǒng)，具體地說是一種基于廣義逆矩陣的水 泥生料質量控制方法及系統(tǒng)，屬于水泥生產工藝技術領域。
【背景技術】
[0002] 水泥生產過程可簡要地概括為"兩磨一燒"，其中"兩磨"指的是原材料粉磨成生料 和熟料粉磨成水泥，"一燒"指的是將生料鍛燒形成熟料。整個過程是一個典型的連續(xù)過程， 前一階段的質量對后一環(huán)節(jié)的質量都有重要影響，而原材料粉末成生料是整個水泥生產的 首要環(huán)節(jié)，生料成分決定了 =率值和其他成分（如化203)指標是否合格，是保證整個水泥 生產線穩(wěn)定生產的前提，因此，生料質量控制問題是水泥生產質量得到保障所亟需解決的 問題。
[0003] 目前，國內大部分水泥企業(yè)生料質量控制主要采用人工經驗調控原材料的比例。 其缺點是；憑經驗調整而不是經過嚴格的計算，其主觀性比較大，調整的效果難W保證；另 夕F，在實際生產過程中，一般情況下原材料成分會有波動，有時波動比較大，根據每小時取 樣所化驗的結果進行調整，生料率值波動會比較大。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對現有技術的不足，本發(fā)明提出了一種基于廣義逆矩陣的水泥生料質量控制方 法及系統(tǒng)，其能夠實時地、自適應地調節(jié)原材料配比，W保證生料的質量。
[0005] 本發(fā)明解決其技術問題采取的技術方案是：一種基于廣義逆矩陣的水泥生料質量 控制方法，其特征是，包括W下步驟：
[0006] S1 ;確定水泥生料質量期望的目標值
[0007] 假設根據水泥質量的要求，確定水泥生料質量期望的目標值有t個，用Y表示， 即：
[000引
[0009] 式中，yi、y2…yt為目標值，t為正整數；
[0010] S2;確定水泥生料中各種原材料需要的比例，并給出原材料與其有效成分之間的 關系式
[0011] 水泥生料具有m種原材料，用0表不，良P;
[0012]
[001引式中，0i、02...0m為原材料，m為正整數；
[0014] 從原材料中提取的有效成分有n種，用X表示，即；
[0015]
[0016] 式中，Xi、X2…X。為有效成分，n為正整數；
[0017] 每一種原材料含有有效成分的比例，表示為：
[001引
[0019] 則原材料與其有效成分之間的關系式簡記為：
[0020] X = AO
[0021] 其中：
為原材料與其有效成分之間的關系的系數 矩陣；
[0022] S3;根據原材料、有效成分含量和期望目標值利用廣義逆矩陣理論計算期望目標 值與原材料之間的對應關系式
[0023] 假設期望目標值Y與有效成分X之間的對應關系式為：
[0024]
[00巧]簡記為
[0026] Y = BX
[0027] 其中，
％期望目標值與有效成分之間的對應關系的 系數矩陣；
[0028] 根據步驟S2中原材料與其有效成分之間的關系式X=AO得出：
[0029] Y=BX=BAO
[0030] 由原材料0與有效成分X之間的關系化及期望目標值Y和有效成分X之間的關系， 利用廣義逆矩陣理論得到期望目標值Y和原材料0之間的對應關系為：
[003引式中，A^、B^分別為A、B的廣義逆矩陣；
[0034] S4;根據期望目標值、給定目標值與有效成分之間的對應關系式系數矩陣、原材料 含有效成分的系數矩陣，利用步驟S3得到的對應關系式，調整原材料的配比值。
[0035] 優(yōu)選地，在步驟S1中，水泥生料料質量期望的目標值根據水泥的質量要求進行確 定。
[0036] 優(yōu)選地，所述水泥生料質量期望的目標值根據水泥的規(guī)格和品種質量要求進行確 定，確定的水泥生料質量期望的目標值包括=率值和化2〇3的含量，所述=率值包括石灰飽 和系數KH、娃酸率SM和侶氧率IM。
[0037] 優(yōu)選地，所述=率值的計算公式為：
[00%]
[0039] 其中，C、S、A、F分別為CaO、Si〇2、AI2O3、化2〇3,KH為石灰飽和系數、SM為娃酸率、 IM為侶氧率；
[0040] 1)由^率值計算公式及化2〇3的期望目標值可W得到：
[0041]
[0042] 其中，〇F為化203給定的目標值。
[0043] 優(yōu)選地，在步驟S2中，根據對原材料進行分析獲得其有效成分所占的百分比來確 定水泥生料中各種原材料需要的比例。
[0044] 優(yōu)選地，系數矩陣A和系數矩陣B為奇異矩陣或者為非奇異矩陣。
[0045] 本發(fā)明還提供了一種基于廣義逆矩陣的水泥生料質量控制系統(tǒng)，包括粉磨控制系 統(tǒng)，其特征是，還包括生料自動取樣器、在線分析儀和生料質量控制系統(tǒng)，所述生料自動取 樣器設置在磨機生料出口處進行磨粉采樣，并將采樣的磨粉樣品輸送給在線分析儀進行成 分分析，所述在線分析儀將磨粉樣品的分析結果發(fā)送給生料質量控制系統(tǒng)，所述生料質量 控制系統(tǒng)采用基于廣義逆矩陣的模糊控制器，用W根據磨粉樣品的分析結果和水泥生料質 量期望的目標值進行自適應調節(jié)原材料配比，并將調節(jié)后的原材料配比值發(fā)送給粉磨控制 系統(tǒng)。
[0046] 優(yōu)選地，所述粉磨控制系統(tǒng)包括皮帶輸送機、喂料機、磨機和粉磨控制主機，所述 的皮帶輸送機、喂料機和磨機順序連接，所述粉磨控制主機分別與皮帶輸送機、喂料機和磨 機的控制端相連。
[0047] 優(yōu)選地，所述水泥生料質量期望的目標值包括=率值和化203的含量，所述=率 值包括石灰飽和系數KH、娃酸率SM和侶氧率IM。
[0048] 本發(fā)明的有益效果如下；
[0049] (1)本發(fā)明通過對水泥生料配料控制系統(tǒng)的研究，利用廣義逆矩陣理論，提出了一 種新的基于廣義逆矩陣的水泥生料質量控制方法，它主要包括四個階段：第一階段是根據 水泥的質量要求（如規(guī)格、品種等）確定生料質量期望的目標值（如=率值石灰飽和系數 KH、娃酸率SM和侶氧率IM及化203的含量等）；第二階段是根據化驗室分析的原材料中各 成分所占的百分比確定各原材料需要的比例，給出成分與原材料之間的關系式；第S階段 是利用廣義逆矩陣理論確定/計算期望目標值與原材料之間的對應關系式；第四階段是根 據分析儀分析的結果調節(jié)原材料配比，W保證出磨生料成分的穩(wěn)定性，同時確保生料質量 目標給定值穩(wěn)定在期望的范圍內。本發(fā)明利用廣義逆矩陣理論確定原材料與期望目標值之 間的對應關系，給出了生料質量控制的基于廣義逆矩陣的控制方法，能夠滿足不同工藝條 件下的配料要求。
[0化0] (2)本發(fā)明的基于廣義逆矩陣的水泥生料質量控制系統(tǒng)首先通過在線分析儀對生 料進行成分分析，然后采用基于廣義逆矩陣的模糊控制器根據磨粉樣品的分析結果和水泥 生料質量期望的目標值進行自適應調節(jié)原材料配比，確保期望的目標值穩(wěn)定在要求的范圍 內，并將調節(jié)后的原材料配比值發(fā)送給粉磨控制控制主機，最后由粉磨控制主機按照調節(jié) 后原材料配比控制喂料機進行喂料，在粉磨控制系統(tǒng)現有功能的基礎上實現了原材料配比 的實時調節(jié)，從而進行實時地、自適應地調節(jié)原材料配比，降低了生料率值波動性，保證了 生料的質量。
[0051] (3)本發(fā)明充分利用了廣義逆矩陣理論，根據給定目標值計算出原材料所應占的 比例，保證了出磨生料成分的穩(wěn)定性，滿足了不同工藝條件下的配料要求，實現了原材料配 比的實時調節(jié)，降低了生料率值波動性，保證了生料的質量W及整個生料質量控制系統(tǒng)的 魯椿性。
【附圖說明】
[0化2] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖；
[0053] 圖2為本發(fā)明的方法流程圖；
[0化4] 圖3為本發(fā)明的一種工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[00