水泥分解炉温度控制系统研究

发布时间：2017-05-15 09:25

  本文关键词：水泥分解炉温度控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于在分解炉内进行的是生料分解过程,而且生料分解的程度与速度决定了水泥产品的质量与产量,因此分解炉是水泥生产过程的核心设备。生料的分解效果对分解炉内温度环境要求很高。因此对分解炉温度的控制不仅决定了水泥产品的质量与生产效率,而且也影响着能源的消耗情况。但是,目前大多数水泥生产企业分解炉温控系统仍然依靠人工手动的调节方式进行控制,导致温度波动较大、水泥质量偏差、产量较低等问题的出现。本课题以吉林亚泰水泥有限公司双阳建材公司的2000T/D水泥生产线所使用的分解炉设备为研究对象,从研究对象出发,对分解炉的物理结构、热工特征进行分析研究。通过分析可知,分解炉喂煤量的大小、进入分解炉的生料多少与三次风是影响分解炉温度变化的主要因素。对分解炉独立进行研究时,喂煤量是影响分解炉温度的关键要素。在分析喂煤量对分解炉温度变化的影响基础上,建立了喂煤量与分解炉出口温度的数学模型。按照水泥生产的工艺要求,设计模糊PID控制器对分解炉温度控制系统进行控制,并介绍其基本原理。根据所建立的分解炉温度数学模型,在Matlab软件中搭建仿真模型进行仿真研究,并对常规PID、模糊控制、模糊PID这三种控制器的控制效果与抗干扰能力进行对比。通过对比的结果可以知道,应用模糊PID对分解炉温控系统进行控制时具有响应快、超调小、抗干扰能力强等优势。验证了课题提出的模糊PID控制的适用性与可行性。最后,详细介绍了DCS系统。基于DCS系统对水泥分解炉温度控制系统进行软、硬件设计。并构建了分解炉温度监控系统,实现了对水泥分解炉温度的实时监控。本课题对水泥分解炉温控系统进行了算法研究与系统总体设计。采用模糊PID控制算法对分解炉温度进行控制,能得到良好的控制效果,而且对提高水泥产品质量与产量具有重大意义。
【关键词】：分解炉 温度控制 模糊 PID DCS
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.61;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题的背景及研究意义8-10
• 1.2 分解炉温度控制策略研究现状10-12
• 1.2.1 分解炉结构的发展10-11
• 1.2.2 分解炉温度控制研究现状11-12
• 1.3 论文的主要研究内容12-13
• 第二章 水泥分解炉系统研究13-23
• 2.1 新型干法水泥生产工艺简介13-15
• 2.2 水泥分解炉工作原理15-16
• 2.2.1 分解炉的类型与结构15-16
• 2.2.2 分解炉的热工特征16
• 2.3 分解炉温度影响因素分析16-18
• 2.4 分解炉温度系统数学模型的建立18-20
• 2.5 分解炉温度控制策略与方案设计20-23
• 2.5.1 控制策略选择20-21
• 2.5.2 控制方案设计21-23
• 第三章 水泥分解炉温度控制仿真研究23-42
• 3.1 分解炉温控系统PID控制原理分析23-24
• 3.2 分解炉温控系统模糊控制原理分析24-29
• 3.2.1 模糊控制的基础理论24-27
• 3.2.2 模糊控制系统的组成27-28
• 3.2.3 模糊控制的优缺点28-29
• 3.3 分解炉模糊PID控制原理分析29-30
• 3.3.1 模糊PID控制器简介29
• 3.3.2 模糊PID控制器的设计步骤29-30
• 3.4 分解炉温度控制器设计与仿真研究30-42
• 3.4.1 传统PID控制器的仿真30-32
• 3.4.2 模糊控制器的设计与仿真32-35
• 3.4.3 模糊PID控制器的设计与仿真35-42
• 第四章 水泥分解炉温度控制系统设计42-54
• 4.1 集散控制系统概述42-43
• 4.1.1 DCS系统简介42-43
• 4.1.2 DCS的特点43
• 4.2 系统的性能指标与总体设计43-44
• 4.2.1 系统控制性能指标43-44
• 4.2.2 系统总体设计44
• 4.3 系统硬件设计44-48
• 4.3.1 上位机与下位机44-45
• 4.3.2 系统的外围设备45-46
• 4.3.3 系统参数的测量与控制46-48
• 4.4 系统软件设计48-51
• 4.4.1 系统主程序设计49-51
• 4.4.2 模糊PID温度控制子程序设计51
• 4.5 上位机监控系统设计51-54
• 4.5.1 监控系统结构52
• 4.5.2 系统组态52-54
• 第五章 总结与展望54-57
• 5.1 本文总结54-55
• 5.1.1 研究成果54
• 5.1.2 研究中遇到的困难54-55
• 5.1.3 研究中存在的不足55
• 5.2 研究展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 作者简介61
• 攻读硕士学位期间研究成果61

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