摘要：針對焦爐集氣管壓力這類多變量非線性系統(tǒng)，提出一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的智能協(xié)調控制方案。應用遺傳算法對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡結構和參數(shù)進行優(yōu)化，并采用PLC的邏輯梯形圖語言編程實現(xiàn)智能協(xié)調運算。工程應用表明了系統(tǒng)設計的有效性。
關鍵詞：可編程控制器 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡 智能控制
焦爐集氣管壓力控制是焦爐控制的關鍵之一。壓力大時焦爐冒煙嚴重，近距離不能看清設備，大量焦爐媒氣進入空氣中，污染環(huán)境；壓力小時空氣吸入嚴重，影響焦爐壽命和焦爐煤氣質量。因此，采用先進控制手段，對焦爐焦氣管壓力進行長期穩(wěn)定控制，對于改善環(huán)境、提高煤氣回收量和質量、提高焦爐輔助產(chǎn)品產(chǎn)量和質量，具有重要的意義。焦爐集氣管控制系統(tǒng)的主要問題有：
（1）焦爐集氣管壓力系統(tǒng)是一個耦合嚴重、具有嚴重非線性、時變特性、擾動變化激烈的多變量系統(tǒng)，一般的PID調節(jié)很難滿足要求。
（2）當媒質較好、鼓風機后媒氣負荷穩(wěn)定時，自動控制效果較好；當媒質較差、鼓風機后壓力變化大時，常常出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，迫使系統(tǒng)無法投入自動控制。
（3）作為控制機構之一的鼓風閘閥存在嚴重的非線性、滯后大，常規(guī)伺服放大器加執(zhí)行結構很難適應。
近年來，神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊技術和遺傳算法已成為智能計算的三大信息科學，是智能控制領域的三個重要基礎工具，將三者有機地結合起來，取長補短，不僅在理論上顯示出誘人的前景，在實際應用也取得了突破。本系統(tǒng)采用一種基于遺傳算法和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的智能模糊控制器，實現(xiàn)了模糊規(guī)則的在線修改和隸屬函數(shù)的自動更新，使模糊控制具有自學習和自適應能力。本文將系統(tǒng)的硬件高可靠性、軟件靈活性與現(xiàn)代智能控制相結合，在分析控制對象的基礎上采智能協(xié)調解耦控制方案，應用PLC的邏輯梯形圖語言編程實現(xiàn)，保證了集氣管壓力穩(wěn)定在工藝要求范圍內(nèi)。
1 工藝簡介
圖1是焦爐集氣管系統(tǒng)的結構。焦爐媒氣從各炭化室通過上升管時被循環(huán)氨氣冷卻到80～90℃，然后進入集氣管。焦爐某氣從焦爐到初冷器分為兩個吸氣系統(tǒng)，即1號和2號焦爐為一個系統(tǒng)，3號焦爐為一個系統(tǒng)。1號和2號焦爐的煤氣從各自的集氣管進入共用吸氣管后，在初冷器前與3號焦爐的煤氣會合后進入初冷器。通過初冷器被冷卻到35～40℃，然后由鼓風機送往下道工序。

　
2 系統(tǒng)硬件結構及系統(tǒng)功能                                                                                                               焦爐集氣管壓力控制系統(tǒng)采用高可靠性的兩級計算機集散控制系統(tǒng)，由監(jiān)控、控制器和通訊網(wǎng)及儀表系統(tǒng)構成，如圖2所示。監(jiān)控站由研華工業(yè)控制計算機和高性能工業(yè)控制軟件構成，完成對焦爐集氣管壓力系統(tǒng)的監(jiān)視和操作，對歷史數(shù)據(jù)進行存檔，是控制系統(tǒng)的主要機界面。控制器采用日本三菱公司推出的A2A擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊和基板組成，通過智能控制算法對三座焦爐的集氣管壓力和鼓風機壓力進行控制。儀表系統(tǒng)由變送器、配電器、隔離器、調節(jié)器和執(zhí)行器等構成，主要完成壓力信號的獲取和閥門的控制執(zhí)行。

　
系統(tǒng)主要功能為：                                                                                                                            （1）實現(xiàn)3焦爐集氣管壓力的解耦控制，實現(xiàn)初冷器前和鼓風機前及鼓風后壓力智能協(xié)調控制，保證4臺鼓風機安全穩(wěn)定運行。在推焦裝媒及