铝电解智能模糊控制系统产品用户手册

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1、铝电解智能模糊控制系统产品用户手册7本资料包括以下内容:·产品技术说明书·槽控机操作使用说明书·铝电解槽智能模糊控制系统试车方案·槽控机接线图(表)·槽控机系统讲稿·槽控机电气原理图·上位机操作使用说明书铝电解槽智能模糊控制系统产品技术说明书77目录1、控制系统整体结构2、槽控机硬件体系设计方案3、槽控机智能模糊控制理论与技术概述4、槽控机硬件体系的主要功能5、槽控机控制软件的主要功能6、槽控机的主要特点7、上位机体系的主要功能8、系列电流频率转换器的功能9、电流信号驱动器的功能10、CAN总线重

2、复器的功能11、系列电压转换器的功能12、其它可选设备13、设备及配件清单7铝电解槽智能模糊控制系统产品技术说明书1控制系统整体结构以两个车间（四个工区）为例，三级网络式控制系统的局域网配置图如图2所示。其中，通讯主干网采用光纤通讯。图1三级网络式控制系统的局域网配置示意图72槽控机硬件体系设计方案槽控机是铝电解槽自控系统的主体部分，图2（壁挂式／网络式）槽控机我们应用最新的现场总线及网络通信技术开发的基于现场总线的网络式（全分布式）智能槽控机可以满足现代化电解铝生产自控的需求。该槽控机在电路板的

3、设计采用目前国际上最先进、最可靠的CAN总线协议，将槽控机内部结构设计为多CPU智能分布式网络结构形式。这种设计方案使槽控机的电路板的数量少，而且大大缩减了各电路板之间用于数据交换的连接线，解决了结构简洁与功能分布之间的矛盾。智能槽控机的外观结构形式为壁挂式结构。图2所示为目前用户普遍采用的壁挂式槽控机，其箱体的外形尺寸相同，均为：800（宽）×550（高）×200（厚）。3槽控机智能模糊控制理论与技术概述3.1发展背景为了提高中国铝工业的铝电解计算机控制水平，我们从20世纪80年代后期至90年代

4、初期开发了点式下料和自适应控制技术，其后又针对我国铝电解槽设备与工艺的特点开发出称之为“智能模糊控制”的新型控制技术，该技术在应用中被证明对于提高预焙铝电解槽的技术经济指标作用显著。1997年以来，我们针对该技术不断进行改进和完善改进工作，突出的特点是，应用模糊专家控制技术开发了一种称之为“模糊专家控制器”的新型控制算法，它的基于“近似推理”原理的推理机具有同时处理精确知识和模糊知识的优点，而它的“论域自调整”机制可根据槽况的变化和控制模式的切换，自动调整输入模糊变量和/或输出模糊变量所对应的精确

5、值的论域，从而简便而有效地达到在线自动调整控制器的工作点和动、静态品质的目的。实际应用结果表明，其控制精度、鲁棒性和稳定性好，具有显著的增产节能效果。3.2模糊专家控制器的基本构成7由于能被采集用于槽况分析与控制的信息以及从领域专家那里收集的知识和经验多半都是不精确的，因此一个用来控制铝电解过程的基于规则的系统应该能使用由精确和不精确子句（命题）任意混合的规则进行工作。为了实现这一目标，我们综合应用模糊逻辑控制技术和基于规则的专家系统技术开发出用于铝电解槽控制的称之为“模糊专家控制器”的新型控制算

6、法，其基本构成如图3所示。3.3规则库的构造采用“if<条件>then<结论>”(条件和结论都可含模糊子句)的模糊产生式表示法来统一地表达由推理机使用的各种规则。为了简化推理机的构造，我们仅采用简单规则和“AND”类型的复合规则来表达全部规则，这是因为其他类型的规则均可以拆分为这两种类型的规则。“AND”类型的复合规则的表达形式如下：if[Pj1ANDPj2...ANDPjm]then[Qj1ANDQj2*ANDQjn]其中，Pj1代表规则j的第1个子前提，Qj1代表规则j的第1个子结论，两者都可

7、为模糊或精确的子句，其余依次类推。上述规则表示前件（即条件）中含有m个前提，并且只有当m个前提均成立（或均可能成立），结论才能成立（或才可能成立）。若前件中只含1个前提，结论中只有1个子结论，则便是简单规则，可见简单规则是“AND”类型复合规则的一个特例。规则中不精确的子句意味着模糊变量的存在。规则中模糊变量的语言值和隶属函数是依据模糊数学理论，通过经验和实验确定的。所有隶属函数被假定为具有三角形或梯形形状。以槽电阻斜率的模糊集所对应的隶属函数为例（图4），横坐标代表槽电阻斜率的精确值，论域为[m

8、in,max]，当精确值超出论域时，则进行限幅处理。图中的5个梯形表示槽电阻斜率的5个模糊集所对应的隶属函数。其中语言值为“升”的隶属函数可由图中标注了a、b、c、d的四个顶点的量化值坐标所唯一地确定。显然，若b,c两点重合，则隶属函数成为三角形。因此梯形和三角形的隶属函数可统一地用四个顶点存贮。需指出，顶点的值采用量化值而非精确值，量化值与精确值的关系是：量化值=精确值×量化因子(k)3.4论域自调整机制由于电解槽，尤其是设计较差的电解槽具有非线性、时变的特性，要求控制器具有自调