【摘要】：新型干法窯外分解系統(tǒng)中最為重要的設(shè)備就是水泥分解爐,其具有燃燒、導(dǎo)熱以及分解物料等多方面的功能。如果爐口的溫度變得過(guò)高,則會(huì)導(dǎo)致旋風(fēng)預(yù)熱器出現(xiàn)一定的結(jié)皮情況;而如果爐口的溫度太低,則其中的碳酸鹽得不到充分的分解。所以,整體來(lái)說(shuō),必須要控制爐口的溫度在合適的區(qū)間范圍,這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行非常關(guān)鍵。本文基于水泥分解爐的T-S模糊模型,結(jié)合離散滑�？刂苹驹�,圍繞分解爐控制變量,對(duì)爐口的溫度調(diào)節(jié)進(jìn)行深入的研究。在山東省重大專項(xiàng)“智能化工廠關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”(2015ZDXX0101F01)以及國(guó)家自然科學(xué)基金(61403161)資助下,本文開展工作如下:(1)為準(zhǔn)確控制分解爐出口溫度,需選取適當(dāng)?shù)姆纸鉅t數(shù)學(xué)模型�？紤]到分解爐出口溫度影響因素比較多,首先需要確定分解爐控制變量,而后根據(jù)變量選取能夠準(zhǔn)確描述水泥分解爐的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 50295-2008),并結(jié)合實(shí)際工作人員的操作經(jīng)驗(yàn)以及已經(jīng)獲得的某5000t/d水泥廠之前的生產(chǎn)線參數(shù),可以清晰的認(rèn)識(shí)到喂煤量和下料量以及三次風(fēng)溫對(duì)爐溫具有很大的影響。但分解爐正常工作時(shí),三次風(fēng)閥門開度通常保持在30%左右。故選取以喂煤量、生料下料量為輸入變量的T-S模糊模型作為水泥分解爐的數(shù)學(xué)模型,為后面研究基于T-S模糊模型的水泥分解爐系統(tǒng)控制奠定基礎(chǔ)。(2)根據(jù)(1)中所推出的基于T-S模糊模型的水泥分解爐系統(tǒng)狀態(tài)空間描述,建立了相應(yīng)的針對(duì)標(biāo)稱分解爐系統(tǒng)的控制裝置。需要特別說(shuō)明的是,為進(jìn)一步提高系統(tǒng)在的任意位置均可實(shí)現(xiàn)滑模,并且品質(zhì)更佳,控制器必須要采用指數(shù)趨近的控制方式,在這過(guò)程中,為降低振動(dòng)和減小趨近的時(shí)間,趨近律方面必須要設(shè)置為自適應(yīng)指數(shù)趨近律;并結(jié)合Lyapunov理論對(duì)滑模面的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證,最終,實(shí)際的仿真結(jié)果顯示論述建立的控制器能夠較好地實(shí)現(xiàn)分解爐出口溫度的控制。(3)需要注意的是,在分解爐系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中始終都具有一定的參數(shù)變化和干擾,基于此,建立了以T-S模糊模型為核心的抗干擾滑模控制單元。在(2)的基礎(chǔ)上,建立系統(tǒng)抗干擾控制架構(gòu),設(shè)計(jì)干擾觀測(cè)器估計(jì)干擾并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償,驗(yàn)證其收斂性,并論證了該系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性能;整個(gè)仿真的結(jié)果顯示當(dāng)前建立的控制器可以良好對(duì)分解爐出口溫度的進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。(4)提出了分解爐系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu),結(jié)合工程中的控制方法,給出分解爐系統(tǒng)自動(dòng)控制方案,完成分解爐系統(tǒng)自動(dòng)控制軟件的設(shè)計(jì),進(jìn)行了工程應(yīng)用且取得良好的效果。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ172.622.26;TP273
【圖文】：

34圖 4.4 干擾觀測(cè)曲線假定分解爐出口溫度的期望值為 840℃，初始值為 820℃，干擾 ( ) sin( )2td k t，控制器參數(shù) q 0.80， g 0.95， m 0.01， 0.001mCBg ，10 11 10C 。仿真曲線如圖 4.1-4.4 所示。圖 4.1 顯示了在所設(shè)計(jì)的控制器的作用下，分解爐的出口溫度能夠快速地趨近設(shè)定值；圖 4.2 顯示喂煤量1u 的變化曲線；圖 4.3 是生料下料量2u的響應(yīng)曲線；圖 4.4 是干擾觀測(cè)曲線，充分體現(xiàn)了干擾觀測(cè)器可以對(duì)工程干擾進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文第五章 分解爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用目前，大多數(shù)水泥分解爐系統(tǒng)仍采用手動(dòng)控制的方法，中控室工作人員的經(jīng)驗(yàn)越豐富，其對(duì)分解爐出口溫度的控制越準(zhǔn)確，從而提高分解爐的工作效率；反之，則會(huì)存在較大偏差，降低分解爐的工作效率。為了更好地應(yīng)用于工程，結(jié)合 PID 和 Bang-Bang 控制，實(shí)現(xiàn)分解爐系統(tǒng)自動(dòng)控制軟件。5.1 系統(tǒng)架構(gòu)5.1.1 工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)硬件構(gòu)架

圖 5.7 分解爐系統(tǒng)控制軟件登錄界面圖數(shù)據(jù)庫(kù)配置及連接和 OPC（DCS 控制系統(tǒng)和分解通訊配置連接界面如圖 5.8 所示，在該界面上可以碼修改和退出等操作。點(diǎn)擊數(shù)據(jù)庫(kù)配置，彈出分即圖 5.9，輸入服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)名，點(diǎn)擊連接，就 配置，彈出 AC800M.OPC 連接界面，即圖 5.10 AC800M 與該 IP 地址對(duì)應(yīng)的操作員站的數(shù)據(jù)交

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