基于模糊控制的石灰回转窑温度控制系统研究

发布时间：2017-09-16 01:19

  本文关键词：基于模糊控制的石灰回转窑温度控制系统研究

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【摘要】：进入21世纪以来,我国的石灰工业取得了巨大的技术进步。由于石灰回转窑的技术优势和规模优势,其相对投资成本低及产品质量好,出售价格相对较高,使得石灰回转窑生产技术与装备得到了普及。石灰回转窑的生产工艺过程控制由于参数多且各个参数相互关联,控制过程比较复杂,产品产量及质量受石灰石供应量、石灰石运动速度、窑内煅烧带温度、燃料量、一次风量、二次风量、窑头窑尾压力等各项生产工艺参数及窑内工况的综合影响,生产过程控制复杂,只靠传统控制难以实现生产过程的稳定控制。因此,本文重点对石灰回转窑中的工艺比较复杂的温度自动控制及窑内风量自动控制进行研究。回转窑温度控制与窑内风量控制是回转窑生产中两个非常重要的内容。它们控制的好坏,直接关系到产品的产量和质量。本文在分析石灰回转窑生产工艺及设备的基础上,将温度控制的主要参数煅烧带温度及窑尾负压选为控制对象,通过调节煤气流量及窑尾风机电机频率来对其进行控制。控制系统结合模糊控制理论,借助MATLAB软件来进行自动化控制算法设计,通过新兴铸管石灰回转窑生产线来进行控制算法的试验。回转窑温度控制以煅烧温度为被控对象,以煤气流量为控制量。回转窑窑内风量控制采用模糊控制与PID控制串联的型式,先根据煤气量及下料量对窑尾压力的设定值进行模糊给定,而后通过PID控制对窑尾压力进行自动控制。本文利用MATLAB的模糊控制器fuzzy对这两个控制系统进行仿真实验,取得了较好的效果。在石灰回转窑生产线实验过程中,本文利用windows操作系统集成DDE通讯功能来实现MATLAB软件与winCC软件的数据通讯功能,在生产线中的监控工控机中运行MATLAB生成的脚本文件,从而实现实际生产过程的控制。对温度控制和窑内风量控制的实验表明,这两个控制程序能够替代人工操作,取得较好的控制效果。
【关键词】：石灰回转窑生产线 模糊控制 PID控制 MATLAB winCC
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.26;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 选题背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 课题研究主要内容11-13
• 第2章 新兴铸管石灰回转窑工艺及设备13-25
• 2.1 石灰回转窑的煅烧设备系统13-16
• 2.1.1 回转窑13-14
• 2.1.2 竖式预热器14-15
• 2.1.3 竖式冷却器15
• 2.1.4 引风机15-16
• 2.2 电气控制系统16-19
• 2.2.1 控制设备硬件情况16
• 2.2.2 电气设备控制系统PLC16
• 2.2.3 数据采集系统PLC16
• 2.2.4 上位工业控制计算机16-18
• 2.2.5 通信网络18-19
• 2.3 回转窑工艺流程及控制参数19-24
• 2.3.1 回转窑工艺流程及介绍19-21
• 2.3.2 石灰回转窑主要工艺参数21-22
• 2.3.3 煅烧带温度控制与石灰质量关系22-23
• 2.3.4 煤气空燃比计算23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 石灰回转窑的温度控制系统设计25-57
• 3.1 引言25-26
• 3.2 煅烧温度控制系统算法设计26-46
• 3.2.1 窑内风量的自动控制算法26-34
• 3.2.2 煅烧温度的模糊PID控制算法34-46
• 3.3 煅烧温度控制系统的实现46-55
• 3.3.1 煅烧温度控制系统硬件设计46
• 3.3.2 模糊PID温度控制算法实现46-52
• 3.3.3 窑内风量的模糊控制算法实现52-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第4章 石灰回转窑模糊PID温度控制系统测试57-64
• 4.1 石灰回转窑煅烧温度控制测试57
• 4.2 石灰回转窑窑内风量控制测试57-63
• 4.3 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69

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本文编号：860037