1、引言 环模制粒机是目前常用的饲料生产机械，装机容量通常100 kW以上，因此，在饲料生产过程中，保证制粒质量的前提下，如何提高生产效率（降低消耗）是必须要考虑的问题。目前国内环模制粒机大多采用人工控制，很难同时解决这2个问题。另外，环模制粒机工作现场环境差、操作人员的劳动强度大，也是促使采用自动控制的原因。但是，即使一些环模制粒机配备了自动控制系统，也很难正常投入运行。为什么环模饲料制粒机的自动控制比较难实现，本文将从环模制粒机的结构与工艺过程加以分析，并在此基础上提出基于专家系统的自动控制策略。 专家系统包含了知识库、特征识别信息处理、推理机，以及控制规则集等部分。知识库中具有制粒机电机的参数、喂料器参数、蒸汽添加参数、调质器参数等。由于颗粒的质量与调质温度、调质水分、喂料速度、蛋白质含量等单因素密切相关。因此，事先进行的调质温度、调质水分、喂料速度、蛋白质含量等单因素试验数据，作为经验数据也收录在知识库中。 这样，在实际运行中，一旦喂料速度改变，知识库中与物料蛋白质含量等数据对应的水分值与蒸汽量，即可以作为控制水分与蒸汽量的添加值的重要依据，从而保证了制粒质量的前提下，提高了制粒机的生产效率。 2、环模制粒机的结构与工艺分析 环模制粒机主要由喂料器、调质器、颗粒制粒机等部分组成，如图1所示。料斗中的物料经喂料器送至调质器（喂料量的大小通常通过变频调速的方式控制），调质器含有蒸汽、水份的注入口，从而实现将配合好的粉料调质到一定的温度和湿度，然后送到颗粒制粒机。调质是对颗粒饲料制粒前的粉状物料进行水热处理的加工工序，调质对颗粒饲料的质量影响很大。具体表现在以下几方面：1．是对粉状物料进行熟化处理；2．是对粉状物料进行灭菌处理；3．是显著提高颗粒饲料的耐水性；4．是改善制粒性。为了保证颗粒饲料的质量，调质器出料口的温度控制很关键。颗粒制粒机由主电动机、环模、压辊、切刀等组成，将调质后的物料通过环模和压辊2个相对旋转件挤压，切刀将从模孔中挤压出的成型颗粒切成需要的长度，从而完成整个制粒过程。 3、环模制粒机的能耗分析 环模制粒机在工作时，环模（压模）在电机驱动下顺时针旋转，调质后的物料由导料机构送入环模与压辊间的工作区，压辊借助工作区内环模与物料、压辊与物料间的摩擦力作用开始顺时针旋转。随着环模与压辊的旋转，摄入的物料被挤压、压紧，当挤压力增大到足以克服模孔内物料与内壁的摩擦力时，物料就被挤压进模孔。随模辊不断旋转，环模孔内的物料连续挤出。 根据物料在挤压过程中的不同状态将物料划分为3个区，即供料区、变形压紧区和挤压成形区。如图2所示，物料在挤压区与变形压紧区受力是不同的，下面分别分析。 4、基于专家系统的控制策略设计 通过前面的分析，我们可以看出环模制粒机难以控制的主要原因可以概括为： (1)系统变量之间存在严重耦合； (2)属于大滞后系统； (3)生产过程的一些参数（如物料泊松比、摩擦系数等）变化使被控对象出现不确定性与严重的非线性。 以上这些原因使得采用传统的控制策略实现环模制粒机自动控制有很大的难度，而智能控制，尤其是专家控制系统，则可以有效解决环模制粒机控制问题。基于专家控制器的系统结构如图4所示。其中，尺为参考输入（制粒机电流设定值；调质器出口温度设定值）；P为误差信号；y为被控变量(制粒机电流；调质器出口温度)；U为控制器输出集。专家控制器的模型采用如下形式： 式中K为知识库中的经验数据与事实集；I为推理机构的输出集。特征识别与信息处理机构设计 特征识别与信息处理机构的主要作用是对采集到的信息进行加工处理和特征提取，为推理机构提供决策依据。这里，考虑到系统为双输入、双输出，EC的特征模 5、结束语 专家控制系统具有在线处理的灵巧性与控制策略的灵活性，并通过实时推理与决策实现对复杂生产过程的有效控制。基于专家控制系统的环模制粒机控制系统是以制粒机主电机工 作在满负荷范围内（最佳的电流工作点）为目标的，其目的是保正制粒机的工作效率。同时专家控制系统根据物料的性质，将蒸汽、水分添加量随物料喂入量的改变而调节。在实际控制中，调质器出口温度测量传感器(Ptl00)的位置安装，与制粒机主电机的电流测量传感器的快速性，对控制效果影响较大。为了防止温度传感器被物料裹住，而不能准确测量温度，国外的一些控制系统采取了传感器表面定时清理机构，效果比较明显。制粒机主电机的电流测量可以采用高速电流测量传感器。 同创新能源销售环模木屑颗粒机秸秆制粒机等生物质成型机械设备。