一种煤粉流量控制方法、装置、设备、系统和存储介质与流程

1.本技术属于工业过程自动控制技术领域，尤其涉及一种煤粉流量控制方法、装置、设备、系统和存储介质。


背景技术：

2.煤气化可将煤炭转化为含有h2、co的合成气，为下游工序提供生产原料，堪称煤化工领域的龙头。作为第二代煤气化技术，壳牌煤气化(shell coal gasification process，scgp)具有高效、节能、污染小等优点，是目前最洁净的煤炭综合利用技术之一。从工艺特点看，scgp属于干粉输送进料、气流床气化，该过程中煤粉和氧气并流进入气化炉，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学反应，最终生成粗合成气离开气化炉。
3.在系统控制层面，scgp将进入炉膛的氧气流量稳定在装置负荷所对应的设定值附近，然后通过氧煤比比值控制，让煤粉流量控制回路的设定值跟踪氧流量测量值的变化，因此，要达到合适的气化炉炉膛温度和气化效率，煤粉管线的稳定至关重要，也就是煤粉流量的稳定控制是关键，如果煤粉流量控制不稳，会导致炉温过高，将损坏烧嘴、烧嘴罩、水冷壁等内件设备；煤粉流量控制不稳可能会炉温过低，会引起烧嘴罩挂渣回火，同样导致烧嘴罩损坏等生产故障的发生，直至装置停车。由于煤气化装置停车一天就会带来数百万元的巨大损失，其长周期安全运行便显得尤为关键，因而相关企业对煤粉管线的稳定高度重视。
4.目前在煤粉管线控制回路中，煤粉流量的检测通过煤粉密度计和煤粉速度计实现，由仪表测量结果计算得到煤粉质量流量，煤粉质量流量经过校正后会作为控制器的反馈信息，控制器会利用反馈信息控制煤粉流量控制阀阀位的输出。但是，由于煤粉管线的工作现场条件恶劣，煤粉密度计和煤粉速度计检测得到的测量信号不可避免的受到不同程度的噪声污染以及偶然脉冲干扰，导致控制器得到的反馈信息产生较大的偏差，从而损害控制器对煤粉管线的控制性能，使煤粉流量不能稳定输出。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种煤粉流量控制方法、装置、设备、系统和存储介质，以用于解决在已知技术中，煤粉密度计和煤粉速度计检测得到的测量信号因受到不同程度的噪声污染以及偶然脉冲干扰，导致控制器得到的反馈信息产生较大的偏差，从而损害控制器对煤粉管线的控制性能，使煤粉流量不能稳定输出的问题。
6.为解决上述问题，本技术提供如下方案：
7.一种煤粉流量控制方法，包括：
8.采集煤粉密度和煤粉速度，并进行可变限幅处理；
9.依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度，计算煤粉流量值；
10.将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算；
11.将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节
阀输出开度调节信号。
12.可选的，所述依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度，计算煤粉流量值，包括：
13.依据所述可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度计算并校正，得到所述煤粉流量值。
14.可选的，在将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算之前，还包括：
15.将预设个数的采样点对应的煤粉流量值进行移动均值滤波处理，得到满足预设精度条件的煤粉流量值。
16.可选的，所述煤粉流量控制器为动态前馈&稳态反馈控制器。
17.可选的，所述将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号，包括：
18.判断所述差值是否大于所述动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值；
19.如果所述差值大于所述动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，根据所述动态前馈&稳态反馈控制器的前馈动作对应的前馈效果更新所述动态前馈&稳态反馈控制器的稳态增益值；根据所述稳态增益值和所述煤粉流量值计算得到所述煤粉流量调节阀的输出值；
20.如果所述差值小于所述动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，则保持当前煤粉流量调节阀输出值至下一控制周期。
21.可选的，所述进行可变限幅处理，包括：
22.分别对采集到的所述煤粉密度和所述煤粉速度进行可变限幅一阶惯性滤波处理，所述可变限幅一阶惯性滤波处理使所述煤粉密度和所述煤粉速度处于预设波动幅度之间。
23.一种煤粉流量控制装置，包括：
24.第一可变限幅滤波器、第二可变限幅滤波器、煤粉流量计算单元、差值计算单元和煤粉流量控制器；
25.所述第一可变限幅滤波器和第二可变限幅滤波器分别用于对采集到的煤粉密度和煤粉速度进行可变限幅滤波处理；
26.所述煤粉流量计算单元用于依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度，计算煤粉流量值；
27.所述差值计算单元用于将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算；
28.所述煤粉流量控制器用于将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。
29.一种煤粉流量控制设备，包括存储器和处理器；
30.所述存储器用于存储指令；
31.所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现权利要求1～5任意一项所述的煤粉流量控制方法。
32.一种煤粉流量控制系统，包括传输煤粉的煤粉管线以及煤粉流量调节阀，还包括煤粉流量控制设备；
33.所述煤粉流量控制设备用于实现如上文任一项所述的煤粉流量控制方法。
34.一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，能实现
如上文任一项所述的煤粉流量控制方法。
35.由以上方案可知，本技术公开的煤粉流量控制方法、装置、设备、系统和存储介质，通过对采集的煤粉密度和煤粉速度进行可变限幅处理，有效滤除大部分噪声污染以及偶然脉冲干扰，从而可以依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度计算得到精确度很高的煤粉流量值，最后计算煤粉流量值与预设煤粉流量值的差值并将差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
37.图1是本技术提供的现有技术中煤粉流量控制方法的一种流程示例图；
38.图2是本技术提供的煤粉流量控制方法的一种流程示意图；
39.图3是本技术提供的可变限幅一阶惯性滤波的算法流程图；
40.图4是本技术提供的煤粉流量控制方法的可变限幅一阶惯性滤波算法的测试效果图；
41.图5是本技术提供的动态反馈与稳态前馈的控制算法流程图；
42.图6是本技术提供的煤粉流量控制方法的另一种流程示意图；
43.图7是本技术提供的煤粉流量控制方法的一种示例图；
44.图8是本技术提供的滤波与控制程序在上位机中实现方式的示例图；
45.图9是本技术提供的煤粉流量控制装置的组成结构图；
46.图10是本技术提供的煤粉流量控制设备的硬件结构框图。
具体实施方式
47.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
49.需要注意，本技术中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
50.需要注意，本技术中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
51.壳牌煤气化通过干粉输送进料、气流床气化，该过程具体为煤粉和氧气并流进入气化炉，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化
学反应，最终生成粗合成气离开气化炉。参见图1所示的本技术提供的现有技术中煤粉流量控制方法的示例图：
52.如图所示，煤粉流量的现场检测由煤粉密度计和煤粉速度计完成，煤粉密度计用于采集煤粉管线中的煤粉密度，煤粉速度计用于采集煤粉管线中的煤粉速度，然后将这两个数据在煤粉流量计算单元进行计算，得到煤粉流量值后再在煤粉流量校正单元进行校正，将校正的结果与煤粉流量设定值进行比对后作为pid(proportional integral derivative)控制器的反馈信息，pid控制器会向煤粉流量调节阀输出与反馈信息对应的开度调节信号从而控制煤粉流量的输出。
53.对于现有技术中的煤粉流量控制方法，主要存在三个问题，第一个问题：在煤粉密度计和煤粉速度计得到的测量信号会受到偶然脉冲的干扰，经过计算校正后的煤粉流量值传输到pid控制器中会导致pid控制器误判断，严重损坏控制性能。为解决这个问题，现有技术中存在将煤粉密度计和煤粉速度计得到的测量信号进行滤波处理，通常采用的是一阶惯性滤波，但是该滤波方法虽然能降低偶然脉冲对测量信号的干扰，但是与减少相位滞后效应存在较大的冲突，降低偶然脉冲干扰的效果越好，就会导致相位滞后效应越明显，综上所述，现有技术中解决偶然脉冲干扰的办法不能达到很好的效果。
54.第二个问题：现有技术中用于进行煤粉流量值计算和校正的数据都是从单个采样点上采集的，单个采样点采集的数据的可靠性不能得到保证，这样得到煤粉流量的计算结果会存在随机误差，从而会降低pid控制器反馈信息的精确度。
55.第三个问题：现有技术中煤粉流量控制方法中使用的pid控制器是基于动态反馈进行控制，pid控制器在每个控制周期都会将计算所得的阀位输出施加到对应的煤粉流量调节阀上，但是煤粉流量调节阀存在死区特性，较小的阀位增量无法引起阀位动作，较大的增量容易引起煤粉输出流量的反复振荡，所以pid控制器经动态反馈控制后容易引起煤粉流量的输出振荡。
56.为了解决上述问题，本技术提供了一种煤粉流量控制方法，参见图2，本技术提供的煤粉流量控制方法的一种流程示意图。
57.步骤101、采集煤粉密度和煤粉速度，并进行可变限幅处理。
58.可选的，可变限幅处理可以但不限于为可变限幅一阶惯性滤波处理，可变限幅一阶惯性滤波可以过滤掉快速波动的高频噪声和脉冲干扰，使滤波限幅值保持在低限附近，对输出信号的变化具有较强的限幅作用。同时，当输入信号单调变化时，经过最初几个周期的强限幅后，限幅可以自适应增大，放开对输出信号在变化方向上的限幅，使得信号跟踪时跟踪速度不会过慢。综上，本方案中使用的可变限度一阶惯性滤波方法，能够达到兼顾噪声抑制和信号跟踪的效果。
59.具体的，通过煤粉密度计和煤粉速度计采集煤粉密度和煤粉速度，将采集的这些现场数据存入实时数据库中，具体可以为通过煤气化设备的集散控制系统进行现场数据的采集，然后通过opc(ole for process control，应用于过程控制的ole)协议从集散控制系统中采集数据存入上位机的数据库中。然后分别对这两个数据进行可变一阶惯性滤波处理，使煤粉密度测量信号和煤粉速度测量信号处于预设的波动幅度之间，预设的波动幅度为保持在低限附近的滤波限幅值。
60.示例性的，步骤一：先初始化要进行可变限幅一阶惯性滤波的各参数，设采集到的
煤粉密度为ρ，煤粉速度为υ，设测量信号为y，这里的测量信号对应于煤粉密度ρ和煤粉速度υ，设滤波结果为对应和最低允许波动上限h
min
》0，下限l
min
》0，变限速率m》1；初始化滤波值第一个滤波周期(k＝1)内实际允许波动高限幅h
lim
(1)＝h
min
，低限幅l
lim
(1)＝l
min
。
61.步骤二：第k个滤波周期内，首先对输入信号进行一阶惯性滤波：
[0062][0063]
其中a∈(0,1)；
[0064]
步骤三：计算与上一周期滤波值之差，得到：
[0065][0066]
对偏差e(k)进行判断，得到限幅后的滤波结果：
[0067][0068]
同时，根据超限结果，对实际允许波动限幅进行调整：
[0069][0070][0071]
步骤四：对和进行限幅，使其不小于最低允许波动限幅，这样能保证可变限幅一阶惯性滤波处理的过程中对测量信号动态跟踪的性能：
[0072][0073][0074]
步骤五：令k＝k+1，转至下一个滤波周期，再执行上文进行一阶惯性滤波及其以下步骤。
[0075]
可选的，对应于上文可变限幅一阶惯性滤波的示例，参见图3，本技术提供的可变限幅一阶惯性滤波的算法流程图。
[0076]
首先，初始化要进行滤波的参数，对应于上文示例的步骤一。
[0077]
计算当前滤波周期原始信号的一阶惯性滤波中间结果，对应于上文示例的步骤二。
[0078]
计算中间结果与上一周期滤波结果的偏差，对偏差进行判断，计算得到限幅后的滤波结果，然后根据实际允许的波动限幅对滤波结果进行调整，对应于上文示例的步骤三。
[0079]
然后对实际允许波动限幅的调整结果进行限幅，使其不小于最低允许波动范围，
对应于上文示例的步骤四。
[0080]
最后进入下一滤波周期进行相应的可变限度一阶惯性滤波处理，对应于上文示例的步骤五。由于上文示例中已经对可变限幅一阶惯性滤波的算法流程的具体细节进行了详述，在此就不再赘述。
[0081]
煤粉进料管线的工作现场环境比较恶劣，致使现场设备获取的采样信号不可避免的受到程度不同的噪声污染以及偶然脉冲干扰，对采样信号进行可变限幅一阶惯性滤波处理能够使采样点的振幅信号更加趋于时间序列上的期望值，过滤掉采样信号中过大的峰值，有效滤除脉冲干扰，同时进行信号跟踪。参见图4，图4为本技术提供的可变限幅一阶惯性滤波算法的测试效果图，如图所示，进行可变限幅一阶惯性滤波处理后，过滤掉了煤粉密度测量值中过大的峰值，使煤粉密度测量值趋于时间序列上的期望值。这样经过后续的计算校正过程就可以为控制器提供更加稳定的反馈信息。
[0082]
步骤102、依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度，计算煤粉流量值。
[0083]
可选的，将经过可变限幅处理的煤粉密度值和煤粉速度值进行计算得到原始煤粉流量值，然后对原始煤粉流量值进行校正得到煤粉流量值。
[0084]
具体的，设采集到的煤粉密度为ρ，煤粉速度为υ，对应的煤粉密度的滤波结果为对应的煤粉速度的滤波结果为原始煤粉流量值为可以通过公式：
[0085][0086]
计算得到原始煤粉流量值其中s为煤粉管线横截面积。
[0087]
之后通过公式：
[0088][0089]
对原始煤粉流量值进行校正得到煤粉流量值其中，参数a、b、c、d可以由操作人员在开工前的煤粉流量仪表标定阶段确定。
[0090]
步骤103、将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算。
[0091]
预设煤粉流量值可以为在现场采集到的煤粉流量的设定值，主要用于与煤粉流量值进行比对，进行差值计算，得到当前控制周期内的反馈偏差，从而作为输入控制器的反馈信息。具体可以为通过煤气化设备的集散控制系统进行采集，然后通过opc(ole for process control，应用于过程控制的ole)协议从集散控制系统中采集数据存入上位机的数据库中，在进行差值计算的时候从实时数据库中获取煤粉流量的设定值进行计算。
[0092]
示例性的，设当前为第k个控制周期，煤粉流量的设定值为f
sp
，反馈偏差为ε，煤粉流量值为f(k)，通过如下公式计算反馈偏差：
[0093]
ε＝f
sp
(k)-f(k)
[0094]
步骤104、将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。
[0095]
可选的，煤粉流量控制器可以为动态前馈&稳态反馈控制器，该控制器引入了动作死区，只有当反馈偏差大于动作死区后才会开始进行控制输出的计算，可以有效避免煤粉流量调节阀输出的频繁波动；该控制器基于动态前馈、稳态反馈的控制思想，动作后将保持控制输出，不会受反馈信息的影响，直至煤粉流量基本稳定时才会开始重新反馈，避免了传统动态反馈的稳定性问题；同时，本方案的控制器主要通过动态前馈效果调整控制器增益，
具有很强的鲁棒性。
[0096]
可选的，将上一步骤计算得到的反馈差值输入到动态前馈&稳定反馈控制器中，控制器会判断该反馈差值是否大于动态前馈&稳定反馈控制器的预设动作阈值，预设动作阈值还可以称为控制器动作阈值，是工程师根据工程实际在上位机中设置的，可以根据实际情况进行改动，设置的依据为煤粉流量调节阀的死区特性。如果反馈差值大于动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，根据动态前馈&稳态反馈控制器的前馈动作对应的前馈效果更新动态前馈&稳态反馈控制器的稳态增益值，根据稳态增益值和煤粉流量值计算得到煤粉流量调节阀的输出值；如果反馈差值小于动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，则保持当前煤粉流量调节阀输出值至下一控制周期。
[0097]
示例性的，设当前周期为第k个周期，控制器动作阈值为m，煤阀流量增益为g，前馈标志为ic，煤粉流量控制阀阀位为u，通过公式g＝f(0)/u(0)初始化动态前馈&稳定反馈控制器，该初始化过程也可以由控制工程师根据煤阀流量特性和当前的工作地点确定，设ic＝0，令k＝1。
[0098]
首先，判断上一步骤计算得到的反馈偏差是否小于等于控制器的动作阈值，即判断是否ε≤m，如果ε≤m，则保持阀位控制输出u至下一个控制周期，令k＝k+1，再转至上一步骤进行反馈偏差的计算。
[0099]
如果ε＞m，判断是否ic＝0，是则令ic＝1，否则表明该动态前馈&稳态反馈控制器产生过前馈动作，根据前馈效果更新稳态增益估计值：
[0100][0101]
其中，ud为前馈控制增量，为煤粉流量记录值，设煤阀流量增益g的上下限分别为gh和g
l
，对中间结果进行限幅：
[0102][0103]
记录下此时的煤粉流量计算控制增量：
[0104][0105]
设δu的上下限分别为δuh和δu
l
，对中间结果进行限幅：
[0106][0107]
计算控制输出：
[0108][0109]
设u的上下限分别为uh和u
l
，对中间结果进行限幅：
[0110][0111]
记录实际控制增量ud＝u(k)-u(k-1)，保持控制输出tw(tw≥2)个控制周期至k＝k+tw，然后转至下一个周期进行反馈反差的判断。
[0112]
参见图5，本技术提供的动态反馈与稳态前馈的控制算法流程图。
[0113]
如图所示，初始化控制参数，主要是初始化煤阀流量增益，然后计算当前控制周期内的反馈偏差，得到反馈偏差后，判断其是否大于动态反馈与稳态前馈控制器的动作阈值，当反馈偏差小于等于动态反馈与稳态前馈的动作阈值时，保持当前控制输出至下一个控制周期，当反馈偏差大于动态反馈与稳态反馈的动作阈值时，判断动态反馈与稳态前馈控制器是否产生过前馈动作，本流程图中的第二次判断的过程实际上是对控制器进行前馈动作的初始化，即本方案在实施的开始会将煤粉管线的流量调节阀开到预设值，从而跳过动作死区。判断动态反馈与稳态前馈控制器产生过前馈动作之后，就要更新煤粉管线的稳态增益估计值，之后就可以通过稳态增益估计值以及此时的煤粉流量值进行计算得到控制增量值，并对其进行限幅，最后通过控制增量值以及当前阀位控制输出值等数据计算得到最后的控制输出，并对其进行限幅，计算得到实际控制输出，保持控制输出一定数量的控制周期，等反馈偏差达到预设的标准的时候，就会再次进行上述计算，从而改变阀位控制输出值。
[0114]
综上所述，本技术公开的煤粉流量控制方法，通过对采集的煤粉密度和煤粉速度进行可变限幅处理，有效滤除大部分噪声污染以及偶然脉冲干扰，从而可以依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度计算得到精确度很高的煤粉流量值，最后计算煤粉流量值与预设煤粉流量值的差值并将差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。需要说明的是，本方法也适用于其它具有相似特性的工业过程回路的控制。
[0115]
可选的，在一实施例中，参见图6，本技术提供的煤粉流量控制方法的另一种流程示意图，在将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算之前，还包括：
[0116]
步骤201、将预设个数的采样点对应的煤粉流量值进行移动均值滤波处理，得到满足预设精度条件的煤粉流量值。
[0117]
可选的，综合多个采样点上的煤粉流量值，可以取各个采样点的均值，并进行移动均值滤波处理，提高了输入动态反馈与稳态前馈控制器中反馈信息的精确度。
[0118]
示例性的，设校正后的煤粉流量为满足预设精度条件的煤粉流量值为f，第k个滤波周期的滤波结果为：
[0119][0120]
其中，n为移动窗的长度，一般取2～6，具体取值可以由工程师根据实际效果确定。
[0121]
本技术不同于已知技术中的煤粉流量控制方法的是，在进行差值计算之前，将计算校正后得到的煤粉流量值进行移动均值滤波处理，进一步过滤了煤粉流量值的噪声，可以为动态反馈与稳态前馈控制器提供更加稳定可靠的反馈信息。
[0122]
示例性的，参见图7，本技术提供的煤粉流量控制方法的一种示例图。
[0123]
不同于图1提供的已知技术中的煤粉流量控制方法的示例图，本技术的煤粉流量控制方法，针对于上文提到的已知技术中的第一个问题，本技术在煤粉密度计和煤粉速度计中获取到煤粉密度和煤粉速度信号后，分别进行可变限幅滤波处理，能够有效过滤偶然脉冲干扰和噪声污染，提高后续输入控制器的数据的精确度；针对上文提到的已知技术中的第二个问题，本技术可以在煤粉流量校正单元后面针对煤粉流量值进行了移动均值滤波处理，从多个采样点进行数据采集后取均值进行移动均值滤波处理，一方面进一步提高了后续输入控制器的反馈信息的精确度，另一方面进一步过滤采集到的数据信号的噪声；针对上文提到的已知技术中的第三个问题，本技术采用动态反馈与稳态前馈控制器，基于动态前馈、稳态反馈的控制思想，通过动态前馈效果调整控制器增益，避免了传统动态反馈的稳定性问题，且具有很强的鲁棒性。
[0124]
可选的，参见图8，本技术提供的本技术提供的滤波与控制程序在上位机中实现方式的示例图。
[0125]
如图所示，左边是现场操作流程图，主要由现场仪表采集数据后，通过现场通讯网络将采集的数据通过数据接口上传至控制网络中，控制网络中连接有操作员站、工程师站以及控制站，这三个不同的站都可以通过控制平台进行数据的配置以及相应的操作，整个的煤粉流量控制过程是以集散控制系统为框架运行；右边的是上位机操作流程图，通过壳牌煤气化装置包括煤粉密度计和煤粉速度计，主要是通过集散控制系统采集现场数据，在操作员界面显示对应的数据，然后上位机中包括的opc通讯软件从集散控制系统中获取并将现场数据存储至实时数据库中，然后，通过煤粉管线的稳定程序对现场数据进行煤粉流量控制处理，从工程师界面得到向煤粉流量调节阀输出的开度调节信号。
[0126]
对于上述煤粉流量控制方法，本技术还提供了一种煤粉流量控制装置，该装置的组成如图9所示。
[0127]
第一可变限幅滤波器10、第二可变限幅滤波器20，分别用于对采集到的煤粉密度和煤粉速度进行可变限幅滤波处理；
[0128]
煤粉流量计算单元30，用于将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算；
[0129]
差值计算单元40，用于将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算；
[0130]
煤粉流量控制器50，用于将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。
[0131]
在一实施方式中，煤粉流量计算单元30，具体用于：
[0132]
依据所述可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度计算并校正，得到所述煤粉流量值。
[0133]
在一实施方式中，在将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算之前，还包括：
[0134]
移动均值滤波处理单元，用于将预设个数的采样点对应的煤粉流量值进行移动均值滤波处理，得到满足预设精度条件的煤粉流量值。
[0135]
在一实施方式中，煤粉流量控制器50为动态前馈&稳态反馈控制器。
[0136]
在一实施方式中，煤粉流量控制器50，具体用于：
[0137]
判断所述差值是否大于所述动态前馈&稳定反馈控制器的预设动作阈值；
[0138]
如果所述差值大于所述动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，根据所述动
态前馈&稳态反馈控制器的前馈动作对应的前馈效果更新所述动态前馈&稳态反馈控制器的稳态增益值；根据所述稳态增益值和所述煤粉流量值计算得到所述煤粉流量调节阀的输出值；
[0139]
如果所述差值小于所述动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，则保持当前煤粉流量调节阀输出值至下一控制周期。
[0140]
在一实施方式中，第一可变限幅滤波器10和第二可变限幅滤波器20，具体用于：
[0141]
分别对采集到的所述煤粉密度和所述煤粉速度进行可变限幅一阶惯性滤波处理，所述可变限幅一阶惯性滤波处理使所述煤粉密度和所述煤粉速度处于预设波动幅度之间。
[0142]
可选的，本技术还提供了一种煤粉流量控制设备，如图10所示的本技术提供的煤粉流量控制设备的硬件结构框图，主要包括处理器1和存储器3，并且至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4。
[0143]
所述存储器3用于存储指令；
[0144]
所述处理器1用于执行所述存储器中存储的指令，以实现煤粉流量控制方法的各个处理流程。
[0145]
可选的，本技术还提供了一种煤粉流量控制系统，包括传输煤粉的煤粉管线以及煤粉流量调节阀，其特征在于，还包括煤粉流量控制设备；
[0146]
所述煤粉流量控制设备用于实现煤粉流量控制方法的各个处理流程。
[0147]
另外，本技术实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，能实现煤粉流量控制方法的各个处理流程。
[0148]
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0149]
为了描述的方便，描述以上系统或装置时以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0150]
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0151]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0152]
以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种煤粉流量控制方法，其特征在于，包括：采集煤粉密度和煤粉速度，并进行可变限幅处理；依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度，计算煤粉流量值；将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算；将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度，计算煤粉流量值，包括：依据所述可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度计算并校正，得到所述煤粉流量值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算之前，还包括：将预设个数的采样点对应的煤粉流量值进行移动均值滤波处理，得到满足预设精度条件的煤粉流量值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤粉流量控制器为动态前馈&稳态反馈控制器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号，包括：判断所述差值是否大于所述动态前馈&稳定反馈控制器的预设动作阈值；如果所述差值大于所述动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，根据所述动态前馈&稳态反馈控制器的前馈动作对应的前馈效果更新所述动态前馈&稳态反馈控制器的稳态增益值；根据所述稳态增益值和所述煤粉流量值计算得到所述煤粉流量调节阀的输出值；如果所述差值小于所述动态前馈&稳态反馈控制器的预设动作阈值，则保持当前煤粉流量调节阀输出值至下一控制周期。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行可变限幅处理，包括：分别对采集到的所述煤粉密度和所述煤粉速度进行可变限幅一阶惯性滤波处理，所述可变限幅一阶惯性滤波处理使所述煤粉密度和所述煤粉速度处于预设波动幅度之间。7.一种煤粉流量控制装置，其特征在于，包括：第一可变限幅滤波器、第二可变限幅滤波器、煤粉流量计算单元、差值计算单元和煤粉流量控制器；所述第一可变限幅滤波器和第二可变限幅滤波器分别用于对采集到的煤粉密度和煤粉速度进行可变限幅滤波处理；所述煤粉流量计算单元用于依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度，计算煤粉流量值；所述差值计算单元用于将煤粉流量值与预设煤粉流量值进行差值计算；所述煤粉流量控制器用于将计算得到的差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。8.一种煤粉流量控制设备，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储指令；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现权利要求1～5任意一项所述的煤粉流量控制方法。9.一种煤粉流量控制系统，包括传输煤粉的煤粉管线以及煤粉流量调节阀，其特征在于，还包括煤粉流量控制设备；所述煤粉流量控制设备用于实现如权利要求1-6任一项所述的煤粉流量控制方法。10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，能实现如权利要求1-6任一项所述的煤粉流量控制方法。

技术总结
本申请公开一种煤粉流量控制方法、装置、设备、系统和存储介质，通过对采集的煤粉密度和煤粉速度进行可变限幅处理，有效滤除大部分噪声污染以及偶然脉冲干扰，从而可以依据可变限幅处理后的煤粉密度和煤粉速度计算得到精确度很高的煤粉流量值，最后计算煤粉流量值与预设煤粉流量值的差值并将差值输入煤粉流量控制器，由所述煤粉流量控制器向煤粉流量调节阀输出开度调节信号。阀输出开度调节信号。阀输出开度调节信号。


技术研发人员：郭飞鸿 赵庆国 贾跃龙 覃嘉仕
受保护的技术使用者：中钢设备有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/16