雙反饋控制

雙反饋控制，是指多個行動和任務完成之後，將實際結果進行比較，從而對下一步行動的進行產生影響，起到控制的作用。

基本介紹

• 中文名：雙反饋控制
• 外文名：Dual feedback control
• 分類：化工

雙反饋控制和分階段調度的光纖生產調度

針對光纖生產中生產計畫執行過程存在的生產定單產出數量不精確、完成時間難以控制等問題進行分析，提出建立基於雙反饋控制和分階段的生產調度系統對生產定單生產進行控制。該生產調度系統在光纖生產流程中設定三個反饋點：拉絲產出、篩選產出和入庫，分別負責反饋生產流程各部分的生產情況，實時獲得生產定單生產情況變動信息，及時掌握生產動態。

反饋控制點的選擇

為保證調度系統在儘可能短的時間內按生產定單數量要求完成定單的生產，反饋點的選擇是非常關鍵的。反饋點選擇得合適與否直接影響調度系統的運行效率、運行成本及結果。選擇反饋點應首先考慮該點是否能反應生產過程中某個局部或整體生產的變動情況，考慮反應情況對生產定單計畫執行的影響程度。光纖生產流程中的加工工序主要有拉絲、篩選分盤、測試以及復繞返修。在這些工序中產品都有可能會發生長度上的變化，使得產品不再符合生產定單的要求，甚至成為副產品。為控制生產定單的原材料投入量，通過對流程的分析與研究，在生產調度系統中共設定了三個反饋點，分別是拉絲產出、篩選產出和入庫。

( l) 拉絲產出。設定該反饋點的目的是為了及時反饋符合生產定單要求的拉絲產出量。在該點的反饋主要作用是根據拉絲產出情況將拉絲剩餘數下調。拉絲產出的反饋一般為負反饋。

(2) 篩選產出。篩選工序在整個光纖生產過程中占據極為重要的地位。在這裡設定反饋點可以及時將大部分生產定單生產變動情況及時向系統反饋。系統根據反饋信息可以及時調整拉絲原料投入。該反饋點的設定將幫助系統通過計算在制品數量及時了解生產定單在生產過程中產品損失的情況。通過反饋，系統根據運算所得的損失數量及時增加拉絲剩餘生產數，即增加原材料投入量補償生產過程中的損失。因此，篩選產出的反饋是正反饋。在這裡設定反饋點與只在入庫處設定反饋點的做法相比可縮短系統反應時間，系統調整更及時，定單生產時間縮短。

(3 ) 入庫。入庫數量是最終評判生產定單是否完成的標誌。入庫動作觸發在制品數量計算，可以將生產過程中生產定單產品損失數量及時向系統反饋，系統根據運算所得的損失數量增加拉絲剩餘生產數，即增加原材料投入量補償測試返修過程中的產品損失。所以，入庫的反饋也是正反饋。

基於雙反饋控制的調度

根據光纖製造的特點，生產調度系統著重於通過實時控制原材料投入的方式提高生產定單產品生產數量的精確度以及縮短定單生產時間。整個系統設定了三個反饋點(拉絲產出、篩選產出和入庫)分別負責反饋生產流程各部分的生產情況。調度系統在生產過程中採取了雙反饋即正反饋和負反饋兩種控制方式。

產品原料投入控制採用負反饋系統，即在第 一道工序(拉絲)產出符合計畫要求的產品時往往產生負反饋，通過負反饋減少剩餘所需原材料的數量，而因產品在加工過程中出現損失而需補料時採用正反饋，通過正反饋增加所需原材料的數量。通過正反饋及時增加原材料投入補充產品在後續工序的損耗。系統運行時，當三個反饋點中任何一個點的產品數量發生變化時，系統隨即被觸發進行調度運算。系統通過實時數據系統獲得符合生產定單要求的在制品數量及累計入庫數，兩者之和代表了該生產定單已生產的數量。

系統將計畫生產數與兩者之和相減即可獲得尚需拉絲生產的數量，並將計算結果替代原拉絲剩餘盤數。如果生產定單的產品在前一次調度到這一次調度之間有損失，通過在制品數量與累計入庫數的求和運算可將這部分損失反映出來。因為此時生產計畫數與兩者之和的差值必定小於該生產定單原來的拉絲剩餘盤數。如果沒有損失，則兩者應相等。通過這種方法，系統可將產品在生產過程中的損失迅速向前反饋，通過調整原材料投入控制最終產出數量。同時調度系統設定了兩個調整點，一個用來調整拉絲原材料投入量，另一個用來決定生產定單繼續生產與否。

焦爐直行溫度和火落時間雙反饋控制策略

介紹了寶鋼三期焦爐直行溫度和火落時間雙反饋控制系統的線上套用狀況，結果表明，系統投運後焦爐直行溫度的控制精度在±7℃以內火落時間判定在±10min內的命中率達到80%以上 煉焦耗熱量降低了2.92%。

直行溫度和火落時間雙反饋控制的優點

焦爐直行溫度反饋控制的重點是強調對乾餾條件即直行溫度的控制，採用全爐標準立火道溫度的平均值—直行溫度對同一座焦爐的數十個炭化室進行加熱控制。由於各個炭化室的嚴密性、導熱性等方面均存在一定的差異，即使是被乾餾的物料性狀完全一致，也會給各炭化室焦炭的成熟度帶來差異。而焦爐火落時間反饋控制的重點是強調對乾餾結果進行控制，它可以及早發現乾餾過程中出現的異常情況，彌補了只用直行溫度反饋控制模式帶來的不足。提出的焦爐直行溫度和火落時間雙反饋控制正是充分利用了這兩種控制模式的優點，從而達到更好的控制效果。

直行溫度和火落時間雙反饋控制實例

(1)開工率115%某爐組的實際直行溫度與目標直行溫度的跟蹤對比結果可以看出，該爐組的直行溫度目標值和實測值在一周內的平均偏差為-3.0℃，最大絕對偏差為6.9℃，最大相對偏差僅為0.08%，表明系統具有很高的控制精度。

(2)某爐組實際火落時間與目標火落時間在一個結焦周期內的線上跟蹤結果和偏差分布看出，該爐組的實際火落時間與目標火落時間在一個結焦周期內的最大絕對偏差為21min、最大相對偏差僅為1.93%。其中：偏差在0～5min的占40%、偏差在6～10min的占42%、偏差在11～15min的占14%、偏差在6～20min的占2%、偏差在21～25min的占2%。在±10min以內的命中率占82%以上，表明系統具有很高的控制精度。

(3)為寶鋼三期焦爐2002年1～10月煉焦耗熱量統計結果。系統投運後8～10月，煉焦耗熱量平均值為2.244.3KJ/Kg，2011年的實際平均煉焦耗熱量為2.312KJ/Kg，兩者相比實際煉焦耗熱量下降了67.7KJ/Kg，節能率達到2.92%。