回转窑是工业生产中重要的环节，它直接影响到熟料的质量和产量。整个过程有一百多个在线工艺参数（如温度、压力、流量、NOx等）以及离线工艺参数（如生料、煤的成份等），对水泥产量、质量、安全生产、生产成本有着直接关系，需要综合分析，影响生产的其它因素如回转窑内掉窑皮、解圈等也须要及时判断，才能进行操作，这样的生产过程对操作人员的技能和经验要求十分高^[1]。[i]因此，及时、准确判断窑头工况，稳定而高水平地操作回转窑成为水泥生产的关键所在。但在我国大部分水泥厂对回转窑运行状况的判断都是依靠工人们的经验，鉴于此种情况，本课题结合东华水泥实际情况，进行水泥回转窑的生产专家控制系统的相关理论和技术的研究，以实现水泥生产状况判断自动化和操作标准化，避免了人员操作的随意性，进一步保证了水泥熟料的生产质量、产量及安全生产。

在专家系统的开发中，考虑到系统的开发周期和软件的稳定性及其他软件的协调性等问题，我们采用CLIPS作为专家系统的开发平台。

CLIPS是“C语言集成产生式系统（C Language Integrated Production System）”的首字母的缩略词，是二十世纪的八十年代美国航天航空管理局（NASA）开发的基于规则的通用专家系统开发工具。作为一个产生式的开发工具，CLIPS提供了完整的开发环境，来建造基于规则的和基于对象的专家系统^[1]。它结构简单、兼容性好、知识表达方式灵活、集成性能好、运行效率高、可靠性高，设计具有模块化的特点。但CLIPS本身是为人工智能设计的，对数据采集、人机界面的建立等几个方面很难实现。VC++开发平台正好弥补这些不足。这样CLIPS和VC++相结合，发挥两者各自的优点，对专家系统的开发、扩展是明智的选择。

图一：专家系统的总体结构

本系统主要是将通过VC++访问OPC定制接口以取得系统数据，再经过外部函数进入CLIPS进行分析，经过推理后，最后将数据输出到人机界面上。专家规则应该包含：检测规则、分析规则、输出规则。另外，每个规则被给与一个控制模式，指示它的适用阶段，即控制规则。附加层次有约束规则、添加规则、询问规则。约束规则表示检测非法或多余状态的规则。询问规则代表了那些询问用户一些特定问题以协助专家系统做出回答的规则。添加规则是为用户添加和修改知识库而设计的。

   各个规则的优先级层次如图二所示。

 

图二：  优先级层次

   专家规则可以分为3个特定的阶段。第一阶段是读取VC提供系统数据。第二阶段是将窑炉运行状况判断的条件与数据联系起来，并确定发展趋势。一旦建立了趋势，监视系统就发出适当的警告，并提示用户那些参数异常和应当采取的应对措施。在采取适当的措施后，读取新的数据将开始下一个循环。

   建立3个独立的模块：INPUT、TRENDS和WARNINGS。每次循环，cycle事实的值被更新。控制规则是：

(defrule MAIN::Begin-Next-Cycle

   (declare(salience-20))

   ?f<-(cycle?current-cycle)                (exists (data (status ok)))            

   (retract ?f)

   (assert (cycle (+ ?current-cycle 1)))

   (focus INPUT TRENDS WARNINGS))

   建立专家系统的下一步是从DCS系统中读出数据，读取这些值的逻辑点是当前焦点正好是INPUT模块时。但是由于CLIPS数据采集的不足，采用VC++采集某一数据，将其模糊化后，通过get-data-value函数传递给CLIPS。

(defrule INPUT::Read-Data-Values-From-Systom

 (data-source system)      

 ?s <- (data (name ?name)

 (device ?device))

 (device (name ?device) (status on))

 => (modify?s(raw-value(get-systom-value ?name))) 

    由于系统复杂，各个变量之间关系挫中，知识库规则需要在实践中再学习，这就显得添加规则非常必要。而约束规则处理添加的正确性。

(deffuction ask-question

(?question $?allowed-value)

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