稀土萃取中模糊自调整PID的给料流量智能控制系统研究

李爱莲+刘骏

摘 要：给流量作为稀土萃取的重要流程，对于稀土萃取的效果有着最为直接的影响。为了进一步提升稀土萃取过程汇总给料流量控制的科学性与准确性，本文旨在从PID模糊自动调节的角度出发，对传统的PID系统进行优化，进一步增强稀土萃取给料流量智能控制系统的控制效果，促进稀土生产活动的有序开展，满足实际社会经济发展对稀土生产的客观要求。

关键词：稀土萃取；PID；模糊自调整；给料流量智能控制

中图分类号： TP23 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-173-2

0 引言

我国作为最大的稀土生产国，不仅稀土资源的储量十分巨大，并且稀土资源种类丰富，重、中、轻品类齐全，在世界稀土市场占有重要的地位。现阶段我国稀土在生产过程中仍旧存在产品质量较低、成本较高等问题。为了有效改善这一情况，技术人员着手进行稀土串级萃取理论的优化，对给料流量进行有效控制，改变过去稀土萃取过程中破碎化，实现了稀土萃取的可控性[1]。实现给料流量的科学高效控制，需要先关技术的支持，由于大部分的技术被一些国家或者企业所垄断，难以在短时间内获取并投入到生产之中，因此我们将模糊自调整控制体系与给料流量控制工作之中。以模糊自调整体系为基础，对PID给料流量工作进行优化与升级，在很大程度上增强了给料流量控制的智能性与高效性，保证了我国稀土萃取的质量与水平，促进了稀土资源的有效开发与合理利用。

1 PID给料流量系统与数学模式构建分析

对PID给料流量系统以及数学模式构建的分析，能够帮助我们理清稀土萃取过程中给料流量控制的重点要求与核心环节，实现模糊自调整PID给料流量系统的构建。

为了保证稀土萃取工作的质量与水平，通常情况下PID给料流量系统的控制精度应控制在29-31L/min的范围之内。PID给料流量系统与闭环控制系统相似，由控制器、执行装置、反馈设备等几部分组成，在运行的过程中，根据稀土萃取过程中对原料的使用需求，对控制器的运算速度进行调整，执行装置根据相关指令对传送设备以及电机驱动阀门进行调节，反馈设备则不断进行数据信息的采集与分析，实现给料流量的实时监控，其结构原理如图1所示[2]。

在稀土萃取的过程中，为了实现PID给料流量系统的科学高效构建，提升其智能性与自动化程度，我们不断进行对PID给料流量系统数学模型的构建。从构成来看PID给料流量系统数学模型主要由信号输入、步进电机直线运动、流量输出以及反馈等几个环节组成。在PID给料流量系统数学模型的信号输入环节，通常是以单片机作为核心，由其发出脉冲信号，经由步进电机之后，形成角位移数据，为了保证这一过程的顺利进行，会对这一过程进行比例要求，公式如下：θ0=Δθ·N其中θ0为进步电机的角位移数值大小，Δθ为电机步距角，N则表示单片机脉冲输出的数量。步进电机凭借自身的结构优势，能够将角位移转化为直线移动，PID给料流量系统中的流量阀在选取的过程中，为了保证调节的精度以及灵敏度，一般使用恒压调速阀。

2 模糊自调整PID给料流量智能控制系统控制器设计

PID控制装置最初在模拟控制系统出现，传统的PID控制装置是以电子元

器件、气动装置等来实现自身的控制功能，伴随着计算机技术以及信息技术的发展，PID控制装置被转移到计算机系统中，模拟控制系统下的电子元器件、气动装置被相应的软件系统取代，成为数字PID控制器，并且形成较为完善的数学算法，呈现出良好的灵活性与控制性能[3]。为了实现模糊自调整PID给料流量智能控制系统控制器的科学高效设计，就需要相关技术人员对PID控制算法进行确定，通常情况下PID控制算法包含了位置式以及增量式两大类，在实际的使用过程中要根据控制系统自身的设计要求与使用场景，进行全面的考量，以PID控制算法为切入点，实现模糊自调整PID给料流量智能控制系统控制的有效设计。同时在控制设计的过程中，要在一定的技术框架下，将系统语言的变量转化为模糊子集，实现精确量的模糊化，实现PID控制器的模糊化处理。在对PID控制算法进行选择的基础上，实现相关算法的模糊推理，通过模糊条件语句进行模糊自调节PID控制系统控制指令的构建。通过这种上述几种方式，提升模糊自调节PID给料流量智能控制系统控制器的有效设计，使其满足稀土萃取工作相关流程的使用要求，推动我国稀土产业的健康快速发展。

3 模糊自调整PID给料流量调节系统分析

模糊自调节PID给料流量调节系统作为PID控制系统的核心构成之一，在流量控制的过程中扮演着关键性的作用，为了切实有效的推荐PID给料流量智能控制系统的有效构建。我们将以MATLAB工具箱入手，促进SIMULINK以及模糊逻辑工具箱的应用。SIMULINK作为一个软件应用系统，以动态系统为框架，对相关控制环节进行建模、仿真与分析，由于其支持连续离散以及非线性系统，因此使得其具有良好的环境适应能力与实用性能，SIMULINK在运行的过程中，为了方便用户登录实用，提供图形结构，由于SIMULINK使用递进结构，用户可以按照自身的使用习惯，依次进行操作，帮助用户对相关数据信息以及控制工作进行一定的梳理与明晰[4]。从而使得自身更为直观，实用更为便捷，用户除了使用SIMULINK自带的功能模块之外，还可以根据自身的实际使用需求，自行设置功能模块。模糊逻辑工具箱以MATLAB为前提条件，实现了计算机环境下，函数的集成处理，相关用户在使用的过的过程中，可以利用模糊逻辑工具箱所提供的相关功能，进行模糊推理系统的构建，也可以同时使用Simulink工具箱，实现模糊系统的仿真处理。与SIMULINK相似，模糊逻辑工具箱以图形用户界面作为主要的交互方式，用户可以通过更为便捷的方式来进行工具的使用。

4 模糊自调整PID给料流量智能控制系统硬件

模糊自调节PID给料流量智能控制系统硬件系统是由多个方面组成的，以电路系统为了，为了保证其稳定高效运行，电路系统通常包含了掉电保护模块、按键模块以及LED现实模块等几部分组成。借助于这几大模块，模糊自调节PID给流量智能控制系统在运行的过程中，才能够获得稳定的电力供应，因此在进行控制系统硬件设计的过程中，要立足于模糊自调节PID给流量智能控制系统硬件使用的实际需要，在现有的技术条件下，不断进行硬件系统的优化与调整，从硬件构成入手，不断提升模糊自调节PID给料流量智能控制系统的质量，增强给料流量控制系统的控制效果[5]。

5 模糊自调整PID给料流量DCS控制系统的构建

模糊自调节PID给料流量智能控制系统DCS控制系统是分布式控制系统的一个重要分支，以计算机技术结合其他相关技术，形成一定的控制体系，实现了分散控制、集中操作、分级管理的控制模式。为了保证DCS控制系统在模糊自动调节PID给料流量的自动控制，需要我们对双总线、环形的网络拓扑结构进行科学合理设置，并根据实际要求对网络节点的数量进行科学设置，并通过引进专用计算机，满足模糊自调节PID给料调节的智能化控制。

参 考 文 献

[1] 关贵清，肖顺根，林建平.稀土萃取工程中给料流量智能控制系统的设计[J].2013，12（3）：292-298.

[2] 逢启寿，罗璇.稀土萃取模糊PID恒压给料流量控制[J].湿法冶金，2013，32（1）：114-116.

[3] 逢启寿，徐永谦.稀土萃取混合室进料口压力仿真[J].稀土，2014（2）：68-71.

[4] 罗璇，李建，杨文龙，吴富姬，欧阳健强.稀土萃取平直双叶桨混合效果模拟分析[J].稀土，2015（5）：146-150.

[5] 孙宝华，杨辉，孟莎莎.广义预测控制算法在稀土萃取过程中的应用[J].有色冶金设计与研究，2014，32（Z1）：75-78.