用於控制充填料漿濃度的模糊控制設備的製作方法

2023-10-11 10:11:09 3

專利名稱：：用於控制充填料漿濃度的模糊控制設備的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種用於控制向礦山採空區充填尾砂中添加輔料和水的模糊控制設備，特別涉及一種用於控制充填料漿濃度的模糊控制設備。
背景技術：
：隨著全球礦產資源的不斷減少，充填法作為一種安全、環保和低損失率的採礦方法為越來越多的礦山所採用。國外通常採用的是料漿批量製備技術其中將尾砂、輔料和水事先按一定配比稱量並攪拌均勻後，再送入井下採空區。此技術雖然在保證灰砂比和濃度方面很容易實現，但程序較為複雜。國內大部分採用料漿連續製備工藝其中在將尾砂、水泥和水連續地送入攪拌槽，同時將攪拌後形成的充填料漿從攪拌槽的排料口輸送到井下採空區。對於料漿連續製備工藝，雖然也將實際輔料的添加量反饋給給料機的控制單元，從而校正給料機的給料量。然而，實際上，尾砂從砂倉流出的量是波動的，而且幅度和變化率都較大。另外，輔料的流出量的實際波動也較大，而且輔料的流量調節相對於尾砂要慢，換言之，輔料流出量的調節相對於尾砂流出量的調節具有滯後性。從而，上述滯後性和尾砂給料的劇烈波動使得輔料的給料量通常跟不上尾砂給料量的變化，由此尾砂和輔料不能按設定的期望配比同時進入攪拌槽，導致料漿濃度不均勻，影響了充填質量。另外，由於料漿濃度的變化，為了達到相同的充填體強度，在一定的管路輸送條件下或者說在管路能輸送的最高濃度為一定時，為了保證充填質量，需要提高充填料的灰砂比，即輔料與尾砂比。灰砂比的加大，增加了輔料，例如膠結料(如水泥)的消耗成本。其次，現有料漿連續製備工藝雖然也有利用從攪拌槽內的排出的料漿濃度的反饋控制向攪拌槽添加水的量，但是其控制效果不是很理想，主要原因有攪拌槽的排料存在滯後性，而且滯後的時間也是波動的。另外，攪拌槽下方的濃度計日常標定不方便，精度通常較底。這樣從攪拌槽放出的充填料的濃度變化較大，影響了充填效果
實用新型內容-本實用新型所要解決的技術問題旨在克服上述現有技術中的缺點，提供一種用於控制充填料漿濃度的模糊控制設備。根據本實用新型的實施例，提出一種用於控制充填料漿濃度的模糊控制設備，包括幹砂量和含水量計算單元，用於分別計算從砂倉流出到攪拌槽內的尾砂中的幹砂量和含水量；輔料和水初始添加量計算單元，用於設定幹砂與輔料的配比以及設定幹砂與水的配比，利用所述幹砂與輔料的配比和幹砂量計算出輔料的初始添加量，並利用所述幹砂與水的配比、幹砂量和含水量計算出輔料和水的初始添加量；輔料和水實際添加量檢測單元，用於檢測向尾砂中添加的輔料實際添加量，並且用於檢測向尾砂中添加的水實際添加量；補償器，該補償器利用從輔料和水實際添加量檢測單元接收的輔料的實際添加量和從所述輔料和水初始量添加量計算單元接收的輔料的初始添加量計算出對所述輔料初始添加量進行補償的輔料補償值，並且利用從輔料和水實際添加量檢測單元接收的水實際添加量和從所述輔料和水初始量添加量計算單元接收的水初始添加量計算出對所述水初始添加量進行補償的水補償值；輔料和水設定添加量計算單元，該輔料和水設定添加量計算單元利用所述輔料補償值對所述輔料初始添加量進行補償，以便計算出輔料設定添加量，並且利用所述水補償值對所述水初始添加量進行補償，以便計算出水設定添加量;輔料和水添加控制單元，該輔料和水添加控制單元從輔料和水設定添加量計算單元接收所述輔料設定添加量和水設定添加量、從所述輔料和水實際添加量檢測單元接收所述輔料實際添加量和水實際添加量、利用所述輔料實際添加量修正所述輔料設定添加量並且基於修正後的輔料設定添加量控制給料機向尾砂中添加的輔料的量、並且利用所述水實際添加量修正所述水設定添加量且基於修正後的設定添加量控制補水閥向尾砂中添加水的量；充填料漿濃度檢測單元，用於檢測從攪拌槽排出的充填料漿的濃度；和模糊控制單元，該模糊控制單元從料漿濃度檢測單元接收檢測到的充填料漿濃度，並將檢測到的述充填料漿的濃度與設定值進行比較以便得出充填料漿濃度的偏差，並根據所述偏差模糊控制所述輔料和水初始添加量計算單元修正所述水初始添加量。根據本實用新型進一步的實施例，所述幹砂量和含水量計算單元包括尾砂流量計，用於測量從砂倉流出到攪拌槽內的尾砂的流量；尾砂濃度計，用於測量從砂倉流出到攪拌槽內的尾砂的濃度；和幹砂量和含水量計算單元，用於利用所述流量和濃度分別計算從砂倉流出到攪拌槽內的尾砂中的幹砂量和含水量。根據本實用新型進一步的實施例，所述輔料和水初始添加量計算單元包括比值器，用於設定幹砂與輔料的配比以及幹砂與水的配比；和輔料和水初始添加量計算單元，用於利用幹砂與輔料的配比和幹砂量計算輔料初始添加量，並且利用幹砂與水的配比、幹砂量和含水量計算出水初始添加量。根據本實用新型進一步的實施例，所述輔料和水實際添加量檢測單元包括檢測水流量的第一流量計，例如電磁流量計；和檢測輔料流量的第二流量計，例如衝板流量計。根據本實用新型進一步的實施例，所述料漿濃度檢測單元為濃度計。根據本實用新型的模糊控制設備與現有技術相比至少具有如下優點本實用新型的模糊控制設備採用了一種模仿批量製備過程的控制，有效地克服了現有技術中輔料和水的添加精度低，充填料濃度的實際波動較大、輔料配比增大、輔料消耗成本增加的缺點。即使製備過程中輔料和水的添加量由於滯後或其它原因沒有能跟上尾砂流出量的變化，也可以在一定時間內比較方便地將其差值補上，這樣就形成一批批"軟"料漿，每批軟料漿中各物料的總配比準確，再通過攪拌槽的攪拌作用，能得到比較均勻的充填料槳，且能夠比較精確地控制料漿的濃度。既具有批量製備方法中灰砂比和濃度方面容易實現、混配準確性高的優點，又具有充填料連續製備工藝連續性好工藝簡單的優點，通過對充填料的濃度進行檢測並通過模糊控制單元對所述水初始添加量進行修正。消除了系統的累積誤差或偏差，保證了充填料的質量和關鍵參數。圖l是用於向礦山採空區輸送充填料漿的充填系統的示意圖2是根據本實用新型實施例的控制充填料漿濃度的模糊控制設備的原理圖3是根據本實用新型另一實施例的控制充填料漿濃度的模糊控制設備的原理圖4是根據本實用新型實施例的控制充填料漿濃度的模糊控制設備的操作流程圖5是根據本實用新型另一實施例的控制充填料漿濃度的模糊控制設備的操作流程圖。具體實施方式下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同的標號表示相同的元件。下面通過參考附圖描述的實施例用於解釋本實用新型，所述實施例是示例性的，而不能解釋為對本實用新型的限制。下面首先描述向礦山採空區輸送充填料漿的充填系統。圖1示出了向礦山採空區輸送充填料漿的充填系統的示意圖。參見圖1，所述充填系統主要包括砂倉l，輔料倉2，攪拌槽3，注水管路4，和充填管路5。砂倉1中存放有尾砂，而在輔料倉2內裝有輔料，所述輔料例如為膠結料(如水泥)，但並不限於此。尾砂、輔料和水通過各自的管路輸送到攪拌槽3中，經過攪拌槽3攪拌後形成充填料漿，混合而成的充填料漿由充填裝置5輸送到採空區中。另外，攪拌槽3上可以設有料位計6，用於檢測攪拌槽內的充填料漿的液位。在砂倉1和攪拌槽3之間設置有尾砂控制閥1.1、尾砂濃度計1.2、尾砂流量計1.3和電動調節閥1.4，通過控制電動調節閥1.4和尾砂控制閥1.1，可以控制尾砂從砂倉1流出到攪拌槽3內的量。例如，尾砂濃度計1.2、尾砂流量計1.3可以測量出從砂倉1流出到攪拌槽內的尾砂的濃度和流量，從而計算出從砂倉流出到攪拌槽3內的尾砂中的幹砂質量和含水量。在輔料倉2和攪拌槽3之間設置有給料機2.1和輔料流量計2.4，例如給料機2.1為螺旋輸送機且流量計2.4為衝板流量計。螺旋輸送機2.1由電動機2.2驅動，電動機2.2例如由控制單元通過變頻器2.3控制，通過控制變頻器2.3控制電動機2.2的轉速，從而控制螺旋傳送機2.1的轉速，由此控制螺旋輸送機2.1向攪拌槽3內輸送的輔料的量。向攪拌槽3內輸送的輔料的量是由從砂倉1內供給到攪拌槽3內的尾砂中的幹砂量和預先設定的幹砂量與輔料的配比確定的。在現有技術中，雖然也利用檢測到的輔料實際添加量對發送到給料機2.1的控制單元的輔料初始添加量進行修正，然而，這個過程中計算出的輔料的實際添加量所對應的尾砂已經提前進入攪拌槽，因此，作為控制單元控制給料機2.1的基礎的輔料的添加量相對於所對應的尾砂總是存在滯後，因此，輔料的添加量波動大，精度低。本實用新型就是對根據攪拌槽3內的尾砂中的幹砂量和幹砂量與輔料的配比來控制輸送到攪拌槽3內的輔料的量進行改進。在注水管路4上設置有流量計4.1和補水閥4.2，根據流量計4.1可以測出注入到攪拌槽3中的水量，補水閥4.2可以控制補水量的大小。另外，輸送管路5上可以設置有流量計5.1，電動調節閥5.2，和濃度計5.3。在現有技術中，如上所述，雖然也利用濃度計5.3檢測到的從攪拌槽內的排出的料漿濃度的反饋控制向攪拌槽添加水的量，但是其控制效果不是很理想，主要原因有攪拌槽內的濃度檢測存在滯後性，而且滯後的時間也是波動的。另外，攪拌槽下方的濃度計日常標定不方便，精度通常較低。根據本實用新型的模糊控制設備可以對尾砂流出量、輔料流出量以及補加的水量的波動做出快速的反映並及時調整輔料的量來達到充填料的平衡。也就是說，除了將輔料和水的實際添加量反饋給給料機和補水閥4.2的控制單元(即輔料和水添加控制單元)，同時還用輔料和水的實際添加量對輔料和水的初始添加量進行補償，以便分別得到輔料和水的設定添加量，並且給料機和補水閥的控制單元利用輔料和水的實際添加量進一步對輔料和水的設定添加量分別進行修正，並且利用檢測到的料漿濃度對模糊控制所述輔料和水初始添加量計算單元修正所述水初始添加量。這將在下面詳細描述。下面參考圖2描述根據本實用新型實施例的控制充填料漿濃度的模糊控制設備，圖2示出根據本實用新型實施例的控制充填料漿濃度的模糊控制設備的原理如圖2所示，根據本實用新型實施例的用於控制充填料濃度的模糊控制設備包括幹砂量和含水量計算單元7，輔料和水初始添加量計算單元8，輔料和水設定添加量計算單元9，輔料和水添加控制單元10，輔料和水實際添加量檢測單元12，和補償器ll，給料和補水單元2.1，攪拌槽3，充填料漿濃度檢測單元11.2，模糊控制器13。在本實用新型的實施例中，輔料和水添加控制單元10例如可以為PID控制器。幹砂量和含水量計算單元7用於分別計算從砂倉流出到攪拌槽3內的尾砂中的幹砂量和含水量，並將計算出的幹砂量和含水量發送到輔料和水初始添加量計算單元8。輔料和水初始添加量計算單元8預先設定幹砂與輔料的配比以及幹砂與水的配比，並利用所述幹砂與水的配比、幹砂量和含水量計算出輔料和水的初始添加量。輔料和水實際添加量檢測單元12用於檢測向攪拌槽內的尾砂中添加的輔料和水的實際添加量並將所述輔料和水的實際添加量反饋到所述輔料和水添加控制單元10。補償器11從輔料和水實際添加量檢測單元12接收輔料和水的實際添加量，並且從輔料和水初始添加量計算單元8接收輔料和水的初始添加量，同時利用所述輔料的實際添加量和初始添加量計算出對輔料的初始添加量進行補償的輔料補償值，並利用水的實際添加量和初始添加量計算出對水的初始添加量進行補償的水補償值，然後所述輔料補償值和水補償值被發送到輔料和水設定添加量計算單元9。輔料和水設定添加量計算單元9利用所述輔料補償值對所述輔料初始添加量進行補償，以便計算出輔料設定添加量，並且利用所述水補償值對所述水初始添加量進行補償，以便計算出水設定添加量。輔料和水設定添加量計算單元9計算出的輔料和水設定添加量發送給輔料和水添加控制單元10。輔料和水添加控制單元10利用從輔料和水實際添加量檢測單元12接收的輔料和水的實際添加量分別修正從輔料和水設定添加量計算單元9接收的輔料和水設定添加量並基於修正後的輔料設定添加量控制給料機2.1向尾砂中添加的輔料的量以及基於修正後的水設定添加量控制補水閥4.2向尾砂中添加的水量。充填料漿濃度檢測單元11.2檢測攪拌槽3流出的充填料漿的濃度，並將檢測到的料漿濃度發送給模糊控制單元13，模糊控制單元13將檢測到的充填料的濃度與設定值進行比較計算出濃度偏差，並根據所述偏差模糊控制輔料和水初始添加量計算單元修正所述水初始添加量。需要說明的是，在添加的開始階段，由於輔料和水實際添加量檢測單元12還沒有檢測到輔料和/或水的添加，因此輔料和水添加控制單元10分別基於輔料和水的初始添加量控制給料機2.1和補水閥4.2向攪拌槽內添加輔料和水。根據本實用新型實施例的用於控制充填料漿濃度的模糊控制設備，不但將檢測到的輔料和水的實際添加量發送到輔料和水添加控制單元10，而且將檢測到的輔料和水的實際添加量發送給補償器ll，補償器ll利用輔料和水的實際添加量和輔料和水的初始添加量計算出對輔料和水的初始添加的補償值，輔料和水設定添加量計算單元9利用所述補償值對所述輔料和水初始添加量進行補償，從而得到輔料和水的設定添加量，輔料和水添加控制單元10利用從輔料和水實際添加量檢測單元12反饋的輔料和水的實際添加量對輔料和水的設定添加量進行修正，並基於修正後的輔料和水設定添加量控制給料機和補水閥向攪拌槽3內添加輔料和補加水。同時，模糊控制單元13將檢測到的充填料的濃度與設定值進行比較得到濃度偏差，並根據所述偏差模糊控制輔料和水初始添加量計算單元8修正所述水初始添加量。因此，根據本實用新型的控制充填料漿濃度的模糊控制設備能夠在一定時間內比較方便地將輔料和水初始添加量與輔料和水實際添加量之間的差補上，由此輔料和水的實際添加量相對於與所述輔料和水實際添加量相對應的尾砂和補加水而言不存在滯後，從而能夠根據需要更精確地控制輔料和水的實際添加量，輔料和水的添加量波動小，不需要加大幹砂和輔料配比的設定值，從而減少了輔料，例如水泥，的添加量，降低了消耗成本，而且能夠利用料漿濃度的偏差模糊控制輔料和水初始添加量計算單元8修正所述水初始添加量，從而進一步使得料漿的濃度與期望的值一致。ii添加輔料和水的控制迴路中的採用的很多數據都不是直接與濃度相關，這樣所述的輔料和水的控制迴路中就會有誤差積累，造成攪拌槽3內充填料濃度出現偏差。因此本發對攪拌槽內的充填料的濃度進行檢測並通過模糊控制單元對所述水初始添加量進行修正。消除了系統的累積誤差或偏差，保證了充填料的質量和關鍵參數。下面參考圖3描述根據本實用新型另一實施例的控制充填料濃度的模糊控制設備的原理圖。如圖3所示，所述幹砂量和含水量計算單元7可以包括用於測量尾砂濃度的濃度計1.2、用於測量尾砂流量的流量計1.1和幹砂量計算單元7.3，幹砂量計算單元7.3通過測量得到的尾砂的濃度值和流量值便可計算出幹砂的質量和含水量。輔料和水初始添加量計算單元8包括用於設定幹砂與輔料的配比以及幹砂與水的配比的比值器8.2和輔料和水的輔料和水初始添加量計算單元8.1。輔料和水初始添加量計算單元8.1根據比值器8.2所設定的配比和幹砂量計算單元7.3計算出的幹砂質量和含水量分別計算出相應的輔料和水的初始添加量。根據本實用新型另一實施例的用於控制向尾砂中添加輔料的模糊控制設備的其他構成與上述實施例相同。具體而言，輔料和水實際添加量檢測單元12將檢測到的輔料和水的實際添加量反饋到輔料和水添加控制單元10。同時，輔料和水實際添加量檢測單元12將檢測到的輔料和水的實際添加量輸送到補償器11。另外，輔料和水初始添加量計算單元8.1算出的輔料和水的初始添加量也發送到補償器11，補償器11利用輔料和水的所述實際添加量和輔料和水的初始添加量分別計算出對輔料初始添加量進行補償的輔料補償值和對水初始添加量進行補償的水補償值，所述輔料和水補償值然後被發送到輔料和水設定添加量計算單元9。輔料和水設定添加量計算單元9利用所述輔料和水的補償值對輔料和水的初始添加量進行補償，以便計算出輔料和水的設定添加量。輔料和水設定添加量計算單元9計算出的輔料和水的設定添加量發送給輔料和水添加控制單元10。輔料和水添加控制單元10利用從輔料和水實際添加量檢測單元12接收的輔料和水的實際添加量分別修正從輔料和水設定添加量計算單元9接收的輔料和水的設定添加量並基於修正後的輔料和水的設定添加量分別控制給料機3.1向尾砂中添加的輔料量和補水閥4.2向尾砂中添加的水量。更具體而言，比值器8.2在可以預先設定或存儲幹砂與輔料以及幹砂與水的配比，上述配比是根據需要得到的充填料漿的要求來設定的。可以將輔料與尾砂以及幹砂與水的比值設定在1:401:3之間，例如，比值設定為1:4、1:6、1:8、1:10、1:20、1:30。這樣輔料和水初始添加量計算單元8.1便按照設定的配比計算輔料和水的初始添加量。根據本實用新型的實施例，輔料和水實際添加量檢測單元12包括檢測水流量的第一流量計和檢測輔料流量的第二流量計，所述第一流量計例如為電磁流量計，而所述第二流量計例如可以為衝板流量計。根據本實用新型進一步的實施例，輔料和水設定添加量計算單元9利用所述補償器11計算出的預定時間段內的輔料補償值和水補償值分別對輔料和水初始添加量進行補償，這稱之為限次補償。可選地，輔料和水設定添加量計算單元9利用所述補償器11計算出的過去所有時刻的輔料補償值和水補償值分別對輔料和水初始添加量進行補償，這稱之為全程補償。這將在下面進行詳細描述。下面參考圖4描述根據本實用新型實施例的用於控制充填料眾濃度的模糊控制設備的操作步驟，圖4示出根據本實用新型實施例的控制充填料漿濃度的模糊控制設備的操作流程圖。如圖4所示，首先計算從砂倉流到攪拌槽3內的尾砂中的幹砂量和含水量。接著設定幹砂與需要向尾砂中添加的輔料的配比以及千砂與需要向尾砂中添加的水的配比，所述輔料例如為水泥，但不限於水泥。需要說明的是，幹砂與輔料的配比以及幹砂與水的配比也可以預先設定，而不是在計算出幹砂量和含水量之後進行。對於根據本實用新型的模糊控制設備的操作步驟而言，並不限於這裡描述的順序，本領域的普通技術人員可以對所述順序進行調整。在設定了幹砂與輔料的配比以及幹砂與水的配比後，利用所述幹砂量和配比分別計算向尾砂中添加的輔料和水的初始添加量。在添加輔料和水的過程中，測量向尾砂中添加的輔料和水的實際添加量。將所述輔料和水的實際添加量反饋到輔料和水的初始添加量，以便補償所述輔料和水的初始添加量從而得到輔料和水的設定添加量。分別利用所述輔料和水的實際添加量修正輔料和水的設定添加量。同時，計算充填料漿的濃度偏差值從而修正水的初始添加量。最後，分別基於修正後的輔料和水的設定添加量控制向尾砂中添加的輔料和水的量。同時，檢測充填料漿的濃度；並將檢測到的充填料漿濃度與設定值進行比較以便得出濃度偏差，並根據所述偏差通過模糊控制修正水初始添加量。因此，根據本實用新型的模糊控制設備，利用檢測的輔料和水的實際添加量補償輔料和水的初始添加量，得到輔料和水的設定添加量，同時，再利用輔料和水的實際添加量修正輔料和水的設定添加量，最後，基於修正後的輔料和水的設定添加量分別控制輔料和水的添加，同時根據料漿濃度的檢測值與設定值之間的偏差通過模糊控制修正水初始添加量。因此，輔料和水的實際添加量相對於與輔料和水的實際添加量向對應的尾砂而言不存在滯後，從而能夠根據需要更精確地控制輔料的實際添加量，輔料的添加量波動小，不需要加大所述配比的設定值，從而減少了輔料，例如水泥，的添加量，降低了消耗成本，且消除了系統的累積誤差或偏差，保證了充填料的質量和關鍵參數。下面參考圖5描述根據本實用新型另一實施例的用於控制充填料濃度的模糊控制設備。在圖5示出的實施例中，計算從砂倉1流出到攪拌槽3內的尾砂中的幹砂量和含水量具體包括測量從砂倉流出到攪拌槽內的尾砂的流量；測量從砂倉流出到攪拌槽內的尾砂的濃度；和利用所述流量和濃度計算尾砂中的幹砂質量和含水量。如上所述，幹砂與輔料、幹砂與水的配比根據需要設定，可以將輔料和水與尾砂的比值分別設定在1:401:3之間，例如，配比設定為1:4、1:6、1:8、1:10、1:20、1:30。根據此實施例的操作流程的其他步驟與上述實施例的模糊控制操作的步驟相同，這裡不再贅述。需要說明的是，雖然設定幹砂與輔料和水的配比和計算輔料和水的初始添加量描述為兩個單獨的步驟，然而這兩個步驟可以合併為一個步驟，例如由上述輔料和水初始添加量計算單元8完成。根據本實用新型，利用輔料和水實際添加量補償所述輔料和水初始添加量以便得到輔料和水設定添加量；利用所述測量的輔料和水實際添加量修正所述輔料和水設定添加量。根據修正後的輔料和水設定添加量向攪拌槽中添加輔料和水。通過此處的補償和修正克服了由於連續給料使尾砂和輔料實際比值波動較大、難以控制的缺點。因為波動較小，不用提高輔料的混入比例，減小了輔料的混入量、降低了成本。並且利用料漿濃度偏差通過模糊控制修正水初始添加量，消除了系統的累積誤差或偏差，保證了充填料的質量和關鍵參數。如上所述，根據本實用新型的模糊控制設備，是模仿批量製備過程的模糊控制，即使系統的輔料和水的添加量在短時間內由於滯後或其他原因沒有跟上尾砂給入量的變化，但使用本實用新型的模糊控制也可以在一定時間內比較方便地將其差值補給上，這樣就形成一批批"軟"料漿，每批料漿中物料的總配比是比較準確的，這正是利用上述補償器11帶來的優點。同時，利用料漿濃度與設定值的偏差通過模糊控制修正水初始添加量，因此可以消除系統的累計誤差或偏差對料漿質量的影響。因此，本實用新型的控制模糊設備的操作可以稱為料漿濃度的軟批量模糊控制。根據本實用新型進一步的實施例，如上所述，對於利用輔料和水初始添加量和檢測到的輔料和水實際添加量計算出補償值並利用所述補償值補償所述輔料和水初始添加量，有兩種補償方法全程補償法和限次補償法。所謂全程補償法，即將過去所有時刻輔料的補償值在未來的一個時刻全部進行補償。全程補償的具體算法如下tableseeoriginaldocumentpage16上表為全程補償算法計算過程。其中，計算周期為每次計算的時間間隔，周期內的差值為本時間段內應加入的輔料與實際加入的輔料的差值，應加入的輔料的量可以通過比值器根據幹砂量及其含水量很方便地算出來。這裡，應加入的輔料的量和水量可分別由式1和式2來計算。formulaseeoriginaldocumentpage16(1)式中Q。——計算周期內需要添的輔料的量，kg;i——輔料與尾砂的配比。Qt——尾砂的流量，mVh;d——尾砂的濃度；P。——尾砂的密度，kg/m3。式中Qs——計算周期內需要添的水量，kg;C2——充填料漿濃度設定值。所謂限次補償法，即只將設定時刻內的補償值對初始添加量進行補償。限次補償法的具體算法如下限次補償算法中應加入的輔料的量和水量同樣也可分別由式1和式2來計算。只是補償值的取值範圍不同。假設限定的補償次數為3次，則限次補償算法如下表所示。可以看出全程補償算法每次進行補償時把以5前的充填料當成一整批來看待。而限次補償算法中則只將最近一段時間內的充填料作為一批料來對待。tableseeoriginaldocumentpage17相比全程補償算法，採用限次補償有如下優點根據製備工藝要求,通常每次充填作業開始時需要向井下充填一會水或低濃度的充填料以潤滑管路，而且砂倉剛開始放砂時由於砂倉需要噴水流化，初始放砂濃度比較低，限次補償算法只將近一段時間內物料平衡作為目標來進行補償，當上述情況發生時，在砂倉放砂濃度恢復正常後，能及時地使得攪拌槽內的充填料配比趨向正常。所以測量的誤差較小。根據模糊控制的目的，結合實踐生產經驗，採用如下模糊控制原則:(1)當濃度大於設定值時，偏差越大則增加水量的增量應越大；(2)當濃度小於設定值時，偏差越大則減少的添加水量的減少量應越大；(3)當濃度的變化向差的方向發展時，應在原有基礎上根據變化的快慢增加控制量；(4)當濃度的變化向好的方向發展時，可在原有基礎上根據變化的快慢減少控制量。上述原則中，調節的是增加水量的變化量，目的是為了讓系統能保值在平衡點，避免發生振蕩。原則(1)、(2)和(3)、(4)分別互為補充。本領域的普通技術人員根據上述控制規則，能夠容易地利用濃度偏差及其變化率對水的初始添加量進行模糊控制，這裡不再詳細贅述。雖然上面描述了向尾砂中添加輔料和水，然而，可以理解的是，尾砂可以用其他主料代替，例如煤矸石，這同樣在本實用新型的範圍內。儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。權利要求1、一種用於控制充填料槳的濃度的模糊控制設備，其特徵在於包括-幹砂量和含水量計算單元，用於分別計算輸入到攪拌槽內的尾砂中的幹砂量和含水量；輔料和水初始添加量計算單元，用於設定幹砂、輔料和水的配比，利用所述幹砂、輔料和水的配比和幹砂量及含水量計算出輔料和水初始添輔料和水實際添加量檢測單元，用於檢測向尾砂中添加的輔料實際添加量和水實際添加量；補償器，該補償器利用從輔料和水實際添加量檢測單元接收的輔料實際添加量和從所述輔料和水初始量添加量計算單元接收的輔料初始添加量計算出對所述輔料初始添加量進行補償的輔料補償值，並且利用從輔料和水實際添加量檢測單元接收的水實際添加量和從所述輔料和水初始量添加量計算單元接收的水初始添加量計算出對所述水初始添加量進行補償的水補償值；輔料和水設定添加量計算單元，該輔料和水設定添加量計算單元利用所述輔料補償值和所述水補償值對所述輔料初始添加量和水初始添加量進行補償，以便計算出輔料設定添加量和水設定添加量；輔料和水添加控制單元，該輔料和水添加控制單元從輔料和水設定添加量計算單元接收所述輔料設定添加量和水設定添加量、從所述輔料和水實際添加量檢測單元接收所述輔料實際添加量和水實際添加量、利用所述輔料實際添加量修正所述輔料設定添加量並且基於修正後的輔料設定添加量控制給料機向攪拌槽內的尾砂中添加的輔料的量、並且利用所述水實際添加量修正所述水設定添加量且基於修正後的設定添加量控制補水閥向攪拌槽內的尾砂中添加水的量；充填料漿濃度檢測單元，用於檢測從攪拌槽排出的充填料漿的濃度;和模糊控制單元，該模糊控制單元從料漿濃度檢測單元接收檢測到的充填料漿濃度，並將檢測到的述充填料漿的濃度與設定值進行比較以便得出充填料漿濃度的偏差，並根據所述偏差及其變化率、模糊控制所述輔料和水初始添加量計算單元修正所述水初始添加量。2、根據權利要求1所述的用於控制充填料漿的濃度的模糊控制設備，其特徵在於所述幹砂量和含水量計算單元包括尾砂流量計，用於測量從砂倉流出的尾砂的流量；尾砂濃度計，用於測量從砂倉流出的尾砂的濃度；和幹砂量和含水量計算單元，用於利用所述流量和濃度分別計算從砂倉流出的尾砂中的幹砂量和含水量。3、根據權利要求1所述的用於控制充填料漿的濃度的模糊控制設備，其特徵在於所述輔料和水初始添加量計算單元包括比值器，用於設定幹砂與輔料的配比以及幹砂與水的配比；和輔料和水初始添加量計算單元，用於利用幹砂與輔料的配比和幹砂量計算輔料初始添加量，並且利用幹砂與水的配比、幹砂量和含水量計算出水初始添加量。4、根據權利要求1-3中任一項所述的用於控制充填料漿的濃度的模糊控制設備，其特徵在於所述輔料和水實際添加量檢測單元包括檢測水流量的第一流量計；和檢測輔料流量的第二流量計。5、根據權利要求4所述的用於控制充填料漿的濃度的模糊控制設備，其特徵在於所述第一流量計為電磁流量計。6、根據權利要求4所述的用於控制充填料漿的濃度的模糊控制設備，其特徵在於所述第二流量計為衝板流量計或核輻射儀或螺旋輸送稱重計。7、根據權利要求1-3中任一項所述的用於控制充填料漿的濃度的模糊控制設備，其特徵在於所述料漿濃度檢測單元為濃度計。專利摘要一種用於控制充填料漿濃度的模糊控制設備，包括幹砂量和含水量計算單元，輔料和水初始添加量計算單元，輔料和水實際添加量檢測單元，補償器，輔料和水設定添加量計算單元，輔料和水添加控制單元，用於利用輔料實際添加量修正輔料設定添加量且基於修正後的輔料設定添加量控制添加的輔料的量、並且利用水實際添加量修正水設定添加量且基於修正後的設定添加量控制添加水的量。本實用新型的模糊控制設備適合於工藝實際情況，克服了連續製備方法中輔料消耗成本較大的缺點；對充填料的濃度進行檢測並通過模糊控制單元對所述水初始添加量進行修正；消除了系統的累積誤差或偏差，保證了充填料的質量和關鍵參數。文檔編號E21F15/08GK201156185SQ200720190418公開日2008年11月26日申請日期2007年11月28日優先權日2007年11月28日發明者施士虎,李浩宇,穆志純申請人:中國恩菲工程技術有限公司