难选矿石多路模糊自动恒温控制系统的开发与实现李龙江1，2，张覃1，2(1．贵州大学矿业学院，贵州贵阳550003；2．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳550003)摘要：在进行复杂难选矿石的选别作业时，需要用到3种以上的药剂，每一种药剂在混药和加药的过程中都有严格的温度要求，控制精度在±0.5℃，为了达到浮选指标的要求，用自适应模糊控制的方法设计了一套单片机多路模糊自动恒温系统，实现了温度的多路控制。实践表明，该系统对多路温度控制误差小，可操作性强，在复杂难选矿石的浮选中，提高了选矿指标。关键词：模糊控制；单片机；推理；浮选药剂；温度控制系统中图分类号：TD975文献标识码：A0引言在复杂难选矿石的浮选过程中，浮选加药对浮选指标有很大影响，加药条件要求比较高，首先是加药过程中药剂种类比较多，有捕收剂、抑制剂、起泡消泡剂等多达3种以上药剂，加药点比较多；其次是药剂性质比较复杂，由于加药环境比较潮湿，药剂受到环境氛围的影响比较突出；再次，有些药剂温度过高会蒸发，引起药剂失效，温度过低药剂会凝固，导致活性不够，药剂的给定温度是影响浮选指标的重要因素；最后，每种药剂都有自己的最佳温度作用域，进入药液的温度超过这个域度将失去最佳作用效果。药剂的给定温度是影响浮选指标的重要因素，因此，必须对浮选药剂进行高精度恒温控制。控制要求为：3种药剂的混药环节和加药环节(6个恒温点)都必须保持在一定的温度，如果温度和给定值相比较偏差较大，则实现梯级快速加温；如果温度和给定值比较，结果比较小，则保持当前温度。本文针对以上对温度控制的复杂要求，运用自适应模糊控制原理，设计一款能独立控温的多路恒温加热温度控制系统，解决复杂条件下浮选加药恒温问题。温控系统的设计要求为：控制误差范围小，一般精度在[-0.5℃，0.5℃]，温度控制范围在[0℃，100℃]；控制点多，药剂有配制药液环节和加药环节，每种药剂有两个温度控制点，因此系统必须要求同时控制6个点以上；能实现单通道温度独立控制和集中全部通道温度并行控制；每个通道的温度都按设定值工作，如果温度和给定值相比较偏差较大，则实现梯级快速加温，如果温度和给定值偏差比较小，则保持当前温度；通道之间温度检测与控制信号不能有干扰，整个温度控制不能干扰其他加药控制的检测信号；能够实现和USB通信，和上位机软件后台数据库通信和PLC可编程控制器通信，实现温度控制和其他浮选作业加药的联合控制，并和组态软件通信；系统要求防雷击干扰，操作人性化，显示清晰化模块设计长寿化。用自适应模糊控制的原理进行系统设计，其优点是响应较快、鲁棒性较好、对系统数学模型依赖性小[1,2]，在温度控制中得到了广泛应用。一般来说，考虑实现的简易性和快速性，模糊控制器普遍采用二维结构形式，以系统误差和误差变化率为输入变量，当目标温度与水浴实际温度误差大时，系统采用自组织模糊控制以减少温度超调，以AT89S52为温度采集器和控制器，外加双极性变换电路模块，实现6路温度的高精度控制。目前国内外研发的多路温度控制装置比较多，但是加温方式单一，加温速度慢，不能实现梯级加温，而且相邻单路间的干扰很大，控制精度不高，不能高精度地应用于复杂难选矿石选矿作业中。1自组织模糊控制温度控制模型自组织模糊控制[3]是一个能在控制过程中自动产生和修改模糊控制决策表的自组织模糊控制算法。该算法不执行矩阵运算，只是在采样计算时修改关系矩阵相应元素，并按照自学习方法修改控制表中相应的控制量，从而建立起完善的模糊控制表。能有效地提高系统的控制性能，对于高阶、非线性、大滞后这类复杂的系统也有效。在温度控制过程中[4]，为了实现6路温度的独立检测与控制，获得快速、稳定、超调量小的控制效果，每个温发控制点以目标温度Td、实际温度T与目标温度Td的偏差e(e=Td—T)、温度偏差变化率△e、以及目标温度Td与外部环境温度Tc的差值△Tdc(△Tdc=Td—Tc)为决策变量。将检测的温度的偏差信号分为7个区间，见表1。表1模糊控制模糊推理规则决策查询表[-40,-20][-20,0][0,20][20,40][40,60][60,80][80,100]负大负中负小零正小正中正大NBNBNBNLNM...