1、引言
環(huán)模
制粒機是目前常用的飼料生產(chǎn)機械，裝機容量通常100 kW以上，因此，在飼料生產(chǎn)過程中，保證制粒質量的前提下，如何提高生產(chǎn)效率（降低消耗）是必須要考慮的問題。目前國內(nèi)環(huán)模制粒機大多采用人工控制，很難同時解決這2個問題。另外，環(huán)模制粒機工作現(xiàn)場環(huán)境差、操作人員的勞動強度大，也是促使采用自動控制的原因。但是，即使一些環(huán)模制粒機配備了自動控制系統(tǒng)，也很難正常投入運行。為什么環(huán)模飼料制粒機的自動控制比較難實現(xiàn)，本文將從環(huán)模制粒機的結構與工藝過程加以分析，并在此基礎上提出基于專家系統(tǒng)的自動控制策略。
專家系統(tǒng)包含了知識庫、特征識別信息處理、推理機，以及控制規(guī)則集等部分。知識庫中具有制粒機電機的參數(shù)、喂料器參數(shù)、蒸汽添加參數(shù)、調(diào)質器參數(shù)等。由于顆粒的質量與調(diào)質溫度、調(diào)質水分、喂料速度、蛋白質含量等單因素密切相關。因此，事先進行的調(diào)質溫度、調(diào)質水分、喂料速度、蛋白質含量等單因素試驗數(shù)據(jù)，作為經(jīng)驗數(shù)據(jù)也收錄在知識庫中。
這樣，在實際運行中，一旦喂料速度改變，知識庫中與物料蛋白質含量等數(shù)據(jù)對應的水分值與蒸汽量，即可以作為控制水分與蒸汽量的添加值的重要依據(jù)，從而保證了制粒質量的前提下，提高了制粒機的生產(chǎn)效率。
2、環(huán)模制粒機的結構與工藝分析
環(huán)模制粒機主要由喂料器、調(diào)質器、顆粒制粒機等部分組成，如圖1所示。料斗中的物料經(jīng)喂料器送至調(diào)質器（喂料量的大小通常通過變頻調(diào)速的方式控制），調(diào)質器含有蒸汽、水份的注入口，從而實現(xiàn)將配合好的粉料調(diào)質到一定的溫度和濕度，然后送到顆粒制粒機。調(diào)質是對顆粒飼料制粒前的粉狀物料進行水熱處理的加工工序，調(diào)質對顆粒飼料的質量影響很大。具體表現(xiàn)在以下幾方面：1．是對粉狀物料進行熟化處理；2．是對粉狀物料進行滅菌處理；3．是顯著提高顆粒飼料的耐水性；4．是改善制粒性。為了保證顆粒飼料的質量，調(diào)質器出料口的溫度控制很關鍵。顆粒制粒機由主電動機、環(huán)模、壓輥、切刀等組成，將調(diào)質后的物料通過環(huán)模和壓輥2個相對旋轉件擠壓，切刀將從模孔中擠壓出的成型顆粒切成需要的長度，從而完成整個制粒過程。
3、環(huán)模制粒機的能耗分析
環(huán)模制粒機在工作時，環(huán)模（壓模）在電機驅動下順時針旋轉，調(diào)質后的物料由導料機構送入環(huán)模與壓輥間的工作區(qū)，壓輥借助工作區(qū)內(nèi)環(huán)模與物料、壓輥與物料間的摩擦力作用開始順時針旋轉。隨著環(huán)模與壓輥的旋轉，攝入的物料被擠壓、壓緊，當擠壓力增大到足以克服模孔內(nèi)物料與內(nèi)壁的摩擦力時，物料就被擠壓進模孔。隨模輥不斷旋轉，環(huán)模孔內(nèi)的物料連續(xù)擠出。
根據(jù)物料在擠壓過程中的不同狀態(tài)將物料劃分為3個區(qū)，即供料區(qū)、變形壓緊區(qū)和擠壓成形區(qū)。如圖2所示，物料在擠壓區(qū)與變形壓緊區(qū)受力是不同的，下面分別分析。
4、基于專家系統(tǒng)的控制策略設計
通過前面的分析，我們可以看出環(huán)模制粒機難以控制的主要原因可以概括為：
(1)系統(tǒng)變量之間存在嚴重耦合；
(2)屬于大滯后系統(tǒng)；
(3)生產(chǎn)過程的一些參數(shù)（如物料泊松比、摩擦系數(shù)等）變化使被控對象出現(xiàn)不確定性與嚴重的非線性。
以上這些原因使得采用傳統(tǒng)的控制策略實現(xiàn)環(huán)模制粒機自動控制有很大的難度，而智能控制，尤其是專家控制系統(tǒng)，則可以有效解決環(huán)模制粒機控制問題。基于專家控制器的系統(tǒng)結構如圖4所示。其中，尺為參考輸入（制粒機電流設定值；調(diào)質器出口溫度設定值）；P為誤差信號；y為被控變量(制粒機電流；調(diào)質器出口溫度)；U為控制器輸出集。專家控制器的模型采用如下形式：
式中K為知識庫中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)與事實集；I為推理機構的輸出集。特征識別與信息處理機構設計
特征識別與信息處理機構的主要作用是對采集到的信息進行加工處理和特征提取，為推理機構提供決策依據(jù)。這里，考慮到系統(tǒng)為雙輸入、雙輸出，EC的特征模
5、結束語
專家控制系統(tǒng)具有在線處理的靈巧性與控制策略的靈活性，并通過實時推理與決策實現(xiàn)對復雜生產(chǎn)過程的有效控制。基于專家控制系統(tǒng)的環(huán)模制粒機控制系統(tǒng)是以制粒機主電機工 作在滿負荷范圍內(nèi)（最佳的電流工作點）為目標的，其目的是保正制粒機的工作效率。同時專家控制系統(tǒng)根據(jù)物料的性質，將蒸汽、水分添加量隨物料喂入量的改變而調(diào)節(jié)。在實際控制中，調(diào)質器出口溫度測量傳感器(Ptl00)的位置安裝，與制粒機主電機的電流測量傳感器的快速性，對控制效果影響較大。為了防止溫度傳感器被物料裹住，而不能準確測量溫度，國外的一些控制系統(tǒng)采取了傳感器表面定時清理機構，效果比較明顯。制粒機主電機的電流測量可以采用高速電流測量傳感器。
富通新能源銷售環(huán)模
木屑顆粒機、
秸稈制粒機等生物質成型機械設備。
