本文關(guān)鍵詞：水泥回轉(zhuǎn)窯建模研究

  更多相關(guān)文章： 燒成帶溫度 典型工況 動態(tài)模型 動態(tài)模型切換 仿真平臺

【摘要】：回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)是水泥生產(chǎn)過程中的核心環(huán)節(jié),其中該環(huán)節(jié)用煤量占水泥生產(chǎn)全過程的一半以上,并且此環(huán)節(jié)在很大程度上決定了最終產(chǎn)品(水泥)的產(chǎn)量與質(zhì)量,因此對其進(jìn)行自動控制及過程優(yōu)化成為水泥生產(chǎn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。而對回轉(zhuǎn)窯及相似熱工系統(tǒng)的優(yōu)化控制正逐漸以過去的基于操作員模型的控制方法向結(jié)合精確模型的混合控制方向發(fā)展。所以對水泥回轉(zhuǎn)窯環(huán)節(jié)建模是很有研究意義的,但該系統(tǒng)由于工況復(fù)雜使得單一模型很難滿足控制需求,因此本課題基于混雜系統(tǒng)理論、熱工制度、先驗知識和支持向量機(jī)(SVM)方法對水泥回轉(zhuǎn)窯環(huán)節(jié)進(jìn)行建模研究,而回轉(zhuǎn)窯燒成過程中燒成帶溫度是主要關(guān)鍵參數(shù),為此本文以回轉(zhuǎn)窯燒成帶溫度作為輸出變量建立了基于典型工況的水泥回轉(zhuǎn)窯動態(tài)模型,該研究為水泥回轉(zhuǎn)窯優(yōu)化控制提供了更好的建模方法和仿真平臺。在面向控制的水泥回轉(zhuǎn)窯混雜建模研究項目(山東省高等學(xué)�？萍加媱濏椖�:J12LN17)資助下,本文開展工作如下:(1)基于混雜系統(tǒng)思想完成對水泥回轉(zhuǎn)窯模型結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計。主要包括動態(tài)系統(tǒng)模型和動態(tài)模型切換事件:在本課題中選用了窯頭噴煤量作為動態(tài)模型的輸入,水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶溫度作為動態(tài)模型的輸出;動態(tài)模型切換事件為典型工況間的動態(tài)模型切換研究。同時由于該課題是面向控制應(yīng)用,因此在本課題中確定了工況識別器,進(jìn)而為后期水泥回轉(zhuǎn)窯模型控制研究提供有利方法。(2)建立回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)工況模板。針對山東某水泥廠歷史數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場操作人員人工經(jīng)驗,本課題主要基于典型工況模板下對水泥回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行建模研究,其中所分工況模板基本包括了90%的正常生產(chǎn)時間。典型工況中窯頭噴煤量大致在10.9t/h、11.1t/h、11.3t/h三個基準(zhǔn)值范圍內(nèi)波動,通過該主導(dǎo)變量的劃分進(jìn)而得到相對應(yīng)的其它參量的工況基準(zhǔn)值點�；诘湫凸r的研究對下一步課題研究提供了合理的準(zhǔn)備工作。(3)水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶溫度軟測量研究�；剞D(zhuǎn)窯系統(tǒng)主要研究對象是燒成帶溫度,但是由于目前檢測技術(shù)的限制,燒成帶溫度不能夠直接測量,因此,在閱讀了大量相關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上選擇最小二乘支持向量機(jī)(LS_SVM)方法軟測量f_CaO,并且通過f_CaO與燒成帶溫度之間的線性關(guān)系間接得到基于典型工況下的燒成帶溫度軟測量值。(4)基于典型工況的動態(tài)模型研究。通過操作員經(jīng)驗以及查閱參考文獻(xiàn)可知,決定燒成帶溫度高低的主要控制變量為窯頭噴煤量,因此在本課題中研究了基于典型工況的窯頭噴煤量與燒成帶溫度之間的動態(tài)系統(tǒng)模型,并且通過對相應(yīng)工況下的其它數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證模型的準(zhǔn)確性,結(jié)果表明誤差在允許范圍內(nèi),符合建模要求。(5)典型工況間的動態(tài)模型切換研究。由于水泥回轉(zhuǎn)窯長時間運行過程中各工況間存在普遍切換,然而典型工況間的切換呈現(xiàn)出一定的非線性和離散性,為此在本文中建立模糊模型對各工況間動態(tài)模型切換進(jìn)行描述,通過對現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)仿真驗證該種模型切換方法具有實用性。(6)面向控制的水泥回轉(zhuǎn)窯動態(tài)仿真平臺實現(xiàn)。水泥回轉(zhuǎn)窯模型仿真平臺中做了如下工作:工況識別器建立、DCS工程師站燒成帶溫度動態(tài)模型組態(tài)設(shè)計、動態(tài)模型之間切換實現(xiàn)、DCS與數(shù)據(jù)庫之間的通訊、數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)計。最后搭建水泥回轉(zhuǎn)窯模型仿真平臺,在Digivis環(huán)境下顯示相關(guān)檢測變量以及窯頭噴煤量與燒成帶溫度之間的實時動態(tài)響應(yīng)曲線,仿真表明本文中所使用的原理以及建模方法是合理有效的。
【關(guān)鍵詞】：燒成帶溫度 典型工況 動態(tài)模型 動態(tài)模型切換 仿真平臺
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ172.622
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 本課題研究目的及意義12
• 1.2 水泥回轉(zhuǎn)窯模型研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 水泥回轉(zhuǎn)窯建模方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 基于支持向量機(jī)的建模研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本課題的研究難點15
• 1.4 本課題的主要工作15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-18
• 第二章 水泥回轉(zhuǎn)窯模型方案設(shè)計18-24
• 2.1 新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)工藝18-19
• 2.2 水泥回轉(zhuǎn)窯模型整體架構(gòu)19-21
• 2.3 水泥回轉(zhuǎn)窯環(huán)節(jié)典型工況模板建立21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶溫度軟測量研究24-38
• 3.1 燒成帶溫度軟測量數(shù)據(jù)預(yù)處理24-25
• 3.2 燒成帶溫度軟測量模型建立25-37
• 3.2.1 燒成帶溫度軟測量模型主導(dǎo)輸入變量確定27-29
• 3.2.2 燒成帶溫度軟測量單一模型29-31
• 3.2.3 基于典型工況的燒成帶溫度軟測量模型31-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于典型工況的水泥回轉(zhuǎn)窯模型研究38-52
• 4.1 典型工況的動態(tài)模型研究38-44
• 4.2 工況間動態(tài)模型切換研究44-50
• 4.2.1 動態(tài)模型切換方法44-47
• 4.2.2 動態(tài)模型切換實現(xiàn)47-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 第五章 面向控制的水泥回轉(zhuǎn)窯動態(tài)仿真平臺52-64
• 5.1 水泥回轉(zhuǎn)窯動態(tài)仿真平臺架構(gòu)52-54
• 5.2 水泥回轉(zhuǎn)窯動態(tài)仿真平臺實現(xiàn)54-61
• 5.2.1 工況識別器實現(xiàn)55
• 5.2.2 DCS過程站燒成帶溫度動態(tài)模型組態(tài)55-58
• 5.2.3 動態(tài)模型之間切換實現(xiàn)58-59
• 5.2.4 DCS與數(shù)據(jù)庫之間的通訊59-60
• 5.2.5 數(shù)據(jù)庫存儲實現(xiàn)60-61
• 5.3 水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶溫度動態(tài)仿真實例61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 研究展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-72
• 附錄A72-92
• 附錄B92-93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王正齊;黃學(xué)良;;基于LS-SVM逆系統(tǒng)的無軸承異步電機(jī)解耦控制[J];控制工程;2014年05期

2 孫莉;趙志光;;模糊PID控制器在水泥回轉(zhuǎn)窯上的應(yīng)用[J];自動化儀表;2014年01期

3 梁炎明;蘇芳;李琦;劉丁;;基于支持向量機(jī)回歸的T-S模糊模型自組織算法及應(yīng)用[J];自動化學(xué)報;2013年12期

4 周穎;張宇寧;;基于模糊預(yù)測控制的回轉(zhuǎn)窯溫度控制[J];機(jī)械工程與自動化;2012年04期

5 覃新穎;佘乾仲;彭奎;楊曉娜;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的回轉(zhuǎn)窯建模及其優(yōu)化控制設(shè)計[J];計算機(jī)仿真;2012年01期

6 李帷韜;周曉杰;柴天佑;;基于火焰圖像的回轉(zhuǎn)窯燒成狀態(tài)識別方法研究[J];儀器儀表學(xué)報;2011年10期

7 黃清寶;林小峰;宋紹劍;佘乾仲;楊寶生;;基于Elman網(wǎng)的水泥回轉(zhuǎn)窯模型及其DHP控制器設(shè)計[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2011年03期

8 張立;高憲文;王介生;趙娟平;;基于模型遷移方法的回轉(zhuǎn)窯煅燒帶溫度軟測量[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年02期

9 韓長菊;;預(yù)分解窯窯頭和窯尾參數(shù)的分析與控制[J];云南化工;2010年05期

10 封培然;;淺議水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶溫度[J];水泥技術(shù);2010年05期

，

本文編號：620283