水泥预热分解炉系统中模糊控制策略的实现
基于模糊PID的水泥生产中分解炉的炉温控制(DOC)
智能控制技术报告题目:基于模糊PID的水泥生产中分解炉的炉温控制院系:计算机科学与工程学院专业班级:计算机研究生学号:学生姓名:2013年 04 月 29 日目录1 报告简介 (3)2 水泥生产工艺简介 (3)2.1 水泥生产原理 (3)2.2 水泥生产设备 (3)2.2.1 回转窑 (4)2.2.2 预分解炉 (5)3分解炉主要控制参数 (5)4 分解炉温度控制的系统结构 (6)5 模糊PID系统设计 (7)5.1 三维模糊控制器结构 (7)5.2 模糊控制规则 (8)5.3 计算模糊控制量 (9)6 实验分析 (9)7 总结 (10)8 报告参考文献 (10)1 报告简介随着现在水泥生产工艺的发展,生产中单机容量大生产连续性强,各个环节协调性高。
在水泥的一些生产步骤中,需要精细化的控制来控制产品的质量。
本报告中所讨论的控制是基于干法水泥生产工艺。
主要的控制过程是分解炉的预分解过程中的稳定控制。
分解炉是预分解系统的核心部分,也是整个水泥生产系统中的重要部分,承担了预分解窑系统中煤粉燃烧、气固换热和碳酸盐分解任务,使入窑生料的分解率达到60%以上,有的甚至达到90%,大大减轻了回转窑分解系统的分解压力,同时大幅提高了回转窑单位有效容积的产量。
碳酸盐的有效分解需要一个相对稳定的温度,太高会造成预热器堵塞:太低则导致碳酸盐分解不充分,加大了窑系统的分解任务。
因此分解炉的温度控制对整个水泥生产的分解系统热工制度的稳定至关重要。
分解炉的温度是一个纯滞后、大惯性、非线性的复杂控制对象,影响因素很多,各因素之间耦合性强,因而难以用常规控制方法进行控制,实际生产中主要靠操作者凭经验来操控,当温度过低时,需要加大喂煤量,对于一个大时滞的系统,短时间很难看出温度的变化,在温度达到稳定之前,料量、三次风以及主排风机的波动.要求喂煤量作相应的改变,全凭经验操控,导致分解炉温度波动大,从而水泥生产率低,能耗高,质量不稳定。
模糊控制的基本原理
模糊控制的基本原理模糊控制是以模糊集合理论、模糊语言及模糊逻辑为基础的控制,它是模糊数学在控制系统中的应用,是一种非线性智能控制。
模糊控制是利用人的知识对控制对象进行控制的一种方法,通常用“if条件,then结果”的形式来表现,所以又通俗地称为语言控制。
一般用于无法以严密的数学表示的控制对象模型,即可利用人(熟练专家)的经验和知识来很好地控制。
因此,利用人的智力,模糊地进行系统控制的方法就是模糊控制。
模糊控制的基本原理如图所示:模糊控制系统原理框图它的核心部分为模糊控制器。
模糊控制器的控制规律由计算机的程序实现,实现一步模糊控制算法的过程是:微机采样获取被控制量的精确值,然后将此量与给定值比较得到误差信号E;一般选误差信号E作为模糊控制器的一个输入量,把E的精确量进行模糊量化变成模糊量,误差E的模糊量可用相应的模糊语言表示;从而得到误差E的模糊语言集合的一个子集e(e实际上是一个模糊向量); 再由e和模糊控制规则R(模糊关系)根据推理的合成规则进行模糊决策,得到模糊控制量u为:式中u为一个模糊量;为了对被控对象施加精确的控制,还需要将模糊量u进行非模糊化处理转换为精确量:得到精确数字量后,经数模转换变为精确的模拟量送给执行机构,对被控对象进行一步控制;然后,进行第二次采样,完成第二步控制……。
这样循环下去,就实现了被控对象的模糊控制。
模糊控制(Fuzzy Control)是以模糊集合理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制。
模糊控制同常规的控制方案相比,主要特点有:(1)模糊控制只要求掌握现场操作人员或有关专家的经验、知识或操作数据,不需要建立过程的数学模型,所以适用于不易获得精确数学模型的被控过程,或结构参数不很清楚等场合。
(2)模糊控制是一种语言变量控制器,其控制规则只用语言变量的形式定性的表达,不用传递函数与状态方程,只要对人们的经验加以总结,进而从中提炼出规则,直接给出语言变量,再应用推理方法进行观察与控制。
模糊 pid控制策略
模糊 pid控制策略
模糊PID控制策略是将模糊控制和PID控制结合起来的一种
控制策略。
它利用模糊控制的模糊推理能力来对PID控制器
的参数进行调节,以提高控制系统的性能。
在传统的PID控制策略中,控制器的参数需要通过实验或调
整来获得最佳的控制效果。
而模糊PID控制策略则借助于模
糊推理的思想,通过模糊控制器自动调整PID控制器的参数,使得控制系统能够适应不同的工况和系统变化。
具体而言,模糊PID控制策略包括以下步骤:
1. 设计模糊控制器:根据控制系统的输入和输出变量的模糊集合,设计模糊控制器的模糊规则库。
2. 模糊推理:根据当前的输入变量值,利用模糊控制器的模糊规则库进行模糊推理,得到输出变量的模糊集合。
3. 解模糊:通过对输出变量的模糊集合进行解模糊操作,得到具体的输出变量值。
4. 参数调整:根据解模糊得到的输出变量值,调整PID控制
器的参数。
5. 反馈控制:将调整后的PID控制器作为反馈控制器,进行
控制系统的实时控制。
通过模糊PID控制策略,可以在一定程度上克服传统PID控制策略中参数调整的困难,提高控制系统的性能和鲁棒性。
然而,模糊PID控制策略也存在一定的复杂性和计算量较大的问题,需要根据实际情况进行权衡和应用。
模糊控制在高炉热风炉控制系统中的应用
1模糊控制系统 的基本组成 .
所谓模 糊控 制 . 既不是 指被 控对象 是模 糊 的 . 也不 是指 控制 器 是不确定 的 , 它是指在表示知识 、 概念上的模糊性 。虽然模糊控 制算 法是 通过模 糊语 言描述 的 .但 它所 完成 的却是 一项 完全确 定 的工 作 。模糊 控制系统 , 定义为 凡是采用模 糊控制器 的系统称 为模糊 控 制系统 。 模糊控 制系统是典型 的计算机控制 系统 其基本组成如 图 1 1 , -:
图 1 1模糊 控制系统 组成 图 — 由图 1 1 - 可知 , 模糊控制系统通 常由模糊控制器 、 输入输 出接 口、
执行机构 、 受控对象和检测与反馈装置等五个部分组成。 控制器是各类 自动控制系统 中的核心部分 由于受控对象 的不 同, 以及对系统静 态、 动态特性 的要求 和所应用 的控 制规 则或策略相 异 . 以构成各种类型的控制器 。 可 在模糊控制理论中 , 采用基 于模糊 知 识表示和规则推理的语言型模糊控制器 。 模糊控制系统的基础是模糊 数学 . 模糊控制系统的实现手段是计算机 2热风 炉 的燃 烧 过 程 分 析 .
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图 2 1热 风 炉 燃 烧 过 程 图 —
3模糊控制器的设计原理 .
模 糊控制的基本原理可 由图 3 1 - 表示 . 图中 s P为设定值 , 为过 Y 程输 出 . 和 d/ 分别 为控制偏 差和偏 差变 化率 . e et d E和 E c分别是 e 和 d/t e 经过输入 量化 以后 的语言化 变量 . d U为基本 模糊控制 器输 出 语言化变量 . 为经过输 出量化 以后 的实 际输 出值 。它 的核 心部分为 u 模糊控制器。 模糊控制器是靠软件 编程来实现 的。 计算机经 中断采样 获取被控制量的精确值 . 然后将此量与给定值 比较得到误差信号及误 差信号 的变化量 . 所获得 的变化量进行模 糊量化变成模糊量 , 将 用相 应 的模糊语言表示 再 由 e d/ 及模糊 控制规则 R 模糊关系 ) 和 et d ( 根 据推理 的合成规则进行模 糊决策 . 得到模糊控制量 u 为 了对被控对 象施加精确 的控制 . 要将模 糊量 u转换为精确量 即清 晰化处理 。 还需 得到 了精确的数字控制量后 . 经数模转换变为精确 的模拟量送给执行 机构 . 对被控对象进行控制。然后 . 中断等待第二次采样 , 进行第二步 控制 …. 这样循环下去 . 就实现了被控对象 的模糊控制。
模糊控制在高炉热风炉控制系统中的应用
模糊控制在高炉热风炉控制系统中的应用【摘要】智能控制是我国近年来热风炉燃烧控制的发展方向,其控制决策是采用灵活机动的决策方式,迫使控制朝着期望的目标逼近。
模糊控制理论作为智能控制领域的一个分支,具有广阔的应用前景。
其应用于热风炉燃烧控制,具有良好的鲁棒性和适应性,对热风炉燃烧系统能实现有效的控制。
【关键词】高炉热风炉控制系统;智能控制;模糊控制;模糊控制器0.引言在高炉系统的生产工艺中,热风炉的燃烧控制是一个相当重要的部分。
由于热风炉是一个非线性的、大滞后系统,影响热风炉的因素有很多,并且各种因素相互牵制,因此导致它的控制过程非常复杂,很难用精确的数学模型描述。
用传统的方法建模,使整个控制系统置于模型框架下,缺乏灵活性及应变性,很难胜任对复杂系统的控制。
智能控制是近年发展起来的一类控制方式,它的最大特点在于不需要对象精确的定量的数学模型,现己成为解决热风炉燃烧问题的主要手段[1]。
模糊控制是智能控制的一种,将其应用于热风炉燃烧控制系统,实际经验表明,能实现合理的有效的控制。
本文着重分析了模糊控制系统的最重要的部分一模糊控制器的设计方法。
1.模糊控制系统的基本组成所谓模糊控制,既不是指被控对象是模糊的,也不是指控制器是不确定的,它是指在表示知识、概念上的模糊性。
虽然模糊控制算法是通过模糊语言描述的,但它所完成的却是一项完全确定的工作。
模糊控制系统,定义为凡是采用模糊控制器的系统称为模糊控制系统。
模糊控制系统是典型的计算机控制系统[2],其基本组成如图1-1:图1-1 模糊控制系统组成图由图1-1可知,模糊控制系统通常由模糊控制器、输入输出接口、执行机构、受控对象和检测与反馈装置等五个部分组成。
控制器是各类自动控制系统中的核心部分。
由于受控对象的不同,以及对系统静态、动态特性的要求和所应用的控制规则或策略相异,可以构成各种类型的控制器。
在模糊控制理论中,采用基于模糊知识表示和规则推理的语言型模糊控制器。
基于模糊控制的水泥回转窑温度控制系统设计
2 9gc 7d活性 指 数 7 8 % ,8d活 性指数 9 . m , / 5~ 5 2 5
15 0 %。但是 , 磨辊与衬板磨损大造成运行成本高 的 问题 , 待今 后 论证 。 有
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3 试 生 产 中存 在 的 问题
在试 生 产 初 期 曾 出现 磨 机 震 动 大 , 磨矿 渣 料 进
《 山东建材》
( 收稿 日期 :0 7— 9—2 ) 20 0 3
20 0 7年第 5期
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维普资讯
推 理和学 习 能力 , 过 直 觉安 全 而 有 效 地 对这 一 类 通
动频率增加时 , 应及时抬辊 , 必要时停磨机检查 , 保
护减 速机 。
分 离器 转 速 是调 节 产 品 细 度 的手 段 , 是 产 品 也 细度 调节 最 为方便 和灵 活 的方 法 , 主风 机 开 度 为 在
4 %左 右 , 辊 压力 为 8 8MP 左 右 的情 况下 , 离 3 磨 . a 分 器转 速为 80~ 0 mn的转速 就 能保证 矿 粉产 品 8 90r i /
据, 由趋 势 画面显 示 温度 的实 时趋 势及 历史趋 势 , 并
过程进行控制。本文中水泥回转温度的控制即属于 这类问题。模糊控制是对这种人类解决方案 的最好 近似 , 它可 以有效 地 处理这 些 控制 问题 。
模 糊 逻辑 和模糊 集合 是 一种 比较 自然地 处 理人
经打印机 以生产 日报 、 时报等形式打印 , 对各种故障
机 的压差 在 18k a~ . P . P 2 5k a之 间 , 入磨 负压 一 般 在 0 7k a~10k a 相 应 的 出 磨 气 体 负 压 在 2 5 . P . P , . k a . P P ~35k a之 间。 出磨负 压和 磨机 压差 受 系统 风 量影 响较 大 , 如果 风量 小 , 它们 的值 也相 应 减小 。 2 5 磨机 的 震动值 及 分离 器转 速 .
一种水泥烧成系统实时优化控制技术实现方法
一种水泥烧成系统实时优化控制技术实现方法【原创版4篇】篇1 目录一、引言二、水泥烧成系统的特点和控制难点三、实时优化控制技术的应用四、实时优化控制技术的实现方法五、实时优化控制技术的效果分析六、结论篇1正文一、引言随着我国经济的快速发展,水泥行业的产量逐年增加,而水泥烧成系统作为水泥生产的核心环节,其能耗和环保问题日益引人关注。
为了降低能耗、减少排放和提高生产效率,研究人员一直在探索实时优化控制技术在水泥烧成系统中的应用。
本文将介绍一种水泥烧成系统实时优化控制技术的实现方法。
二、水泥烧成系统的特点和控制难点水泥烧成系统具有非线性、大滞后和难以建立精确数学模型的特点,这使得控制系统的设计和优化变得非常困难。
此外,水泥烧成过程中的温度、压力、速度等参数对产品质量和能耗有着重要影响,因此需要对这些参数进行实时监测和调整。
三、实时优化控制技术的应用实时优化控制技术是一种基于在线测量数据和数学模型进行实时调整控制参数的技术,它能够在水泥烧成过程中实时监测和调整各个参数,从而达到优化能耗和提高生产效率的目的。
四、实时优化控制技术的实现方法实时优化控制技术的实现方法主要包括以下几个步骤:1.建立数学模型:根据水泥烧成系统的特点和控制需求,建立一个描述系统动态行为的数学模型。
2.在线测量:通过传感器等设备,实时测量水泥烧成过程中的温度、压力、速度等关键参数。
3.参数调整:根据数学模型和在线测量数据,实时调整控制参数,以达到优化能耗和提高生产效率的目的。
4.闭环控制:将调整后的控制参数反馈给控制系统,形成闭环控制,保证系统稳定性和优化效果。
五、实时优化控制技术的效果分析实时优化控制技术在水泥烧成系统中的应用效果显著,它能够降低能耗、减少排放和提高生产效率。
根据实际应用数据显示,采用实时优化控制技术后,水泥烧成系统的能耗降低了 5% 以上,生产效率提高了 10% 以上。
六、结论实时优化控制技术是一种有效的水泥烧成系统控制方法,它能够实现对水泥烧成过程的实时监测和调整,从而达到优化能耗和提高生产效率的目的。
模糊控制系统的建模与仿真设计方法
模糊控制系统的建模与仿真设计方法摘要:模糊控制系统是一种基于模糊逻辑的控制方法,广泛应用于工业控制、自动驾驶等领域。
本文介绍了模糊控制系统的基本原理,详细讨论了建模与仿真设计的方法,包括输入输出的模糊集合划分、规则库的构建、模糊推理与输出解模糊等关键步骤,并通过实例分析验证了方法的有效性。
1. 引言模糊控制系统是一种使用模糊逻辑进行决策和控制的方法,相较于传统的精确控制方法,具有更强的适应性和鲁棒性。
在实际应用中,模糊控制系统已被广泛运用于工业控制、自动驾驶等各个领域。
为了设计高性能的模糊控制系统,合理的建模与仿真设计方法至关重要。
2. 模糊控制系统的建模建模是模糊控制系统设计的第一步,其目的是将实际控制问题转化为模糊集合及其规则库的形式,方便进行模糊推理。
模糊控制系统的建模过程一般包括以下几个步骤:2.1 输入输出模糊集合划分对于待控制的对象,需要对输入和输出的变量进行模糊化,即将实际输入输出的连续取值划分为若干个模糊集合。
划分过程可以基于专家知识或实际数据,常用的划分方法包括三角法、梯形法和高斯法等。
2.2 规则库的构建规则库是模糊控制系统的核心,其中包含了模糊控制的知识和经验。
规则库的构建需要依据专家知识或经验,并将其转化为一系列模糊规则的形式。
每条规则一般由若干个模糊集合的条件和一个模糊集合的结论组成。
2.3 模糊推理通过将实际输入值映射到对应的模糊集合上,利用推理方法将输入与规则库中的规则进行匹配,得到模糊输出。
常用的推理方法包括最大值法、加权平均法和模糊积分法等。
2.4 输出解模糊由于模糊输出是一个模糊集合,需要对其进行解模糊得到具体的输出。
常用的解模糊方法包括最大值法、面积平衡法和最大隶属度法等。
3. 模糊控制系统的仿真设计模糊控制系统的仿真设计是为了验证所设计的模糊控制系统在实际情况下的性能。
仿真设计通常包括以下步骤:3.1 系统建模根据实际控制对象的特性,将其建模为数学模型,包括输入与输出的关系、系统的动态特性等。
DCS系统在水泥行业中的应用案例和效果评估
DCS系统在水泥行业中的应用案例和效果评估一、引言水泥行业作为国民经济中重要的基础材料产业之一,在工业化进程中发挥着重要的作用。
为了提高生产效率、质量控制和能源消耗,数控技术的应用日益普及。
本文将对水泥行业中数字化控制系统(DCS)的应用案例进行分析,并评估其效果。
二、DCS系统在水泥行业的应用情况1. 自动化生产过程控制水泥生产过程中涉及多个环节的复杂控制和监测,例如原料破碎、煤磨、熟料烧制等。
DCS系统通过对这些过程的实时控制和监测,实现了整个生产流程的自动化管理。
通过实施DCS系统,水泥生产企业可以提高生产效率,降低人工操作的干预,减少人为因素对生产过程的影响。
2. 质量监控和控制水泥产品的质量是客户满意度和企业竞争力的重要因素。
DCS系统通过实时监测关键参数,如煤磨的出口温度、熟料烧成温度等,确保生产过程中各个环节的稳定性和产品质量的一致性。
此外,DCS系统还能及时预警异常情况并采取相应的措施,提高了质量监控的及时性和准确性。
3. 能源管理和节能减排水泥行业对能源的消耗很大,因此能源管理和节能减排是水泥企业关注的焦点。
DCS系统通过对能源消耗进行实时监测和控制,提供了准确的数据分析和优化决策,实现了能源利用的最大化和减少二氧化碳排放。
DCS系统还可以实施智能控制策略,根据生产需求进行能源的合理调度,达到节能减排的目的。
三、DCS系统在水泥行业应用案例1. 采用DCS系统的水泥磨生产线某水泥企业采用DCS系统对水泥磨生产线进行控制和监测。
DCS系统通过对磨机负荷、出料粒度、磨机温度等关键参数的实时监控和调节,使水泥磨生产线的运行更加稳定和高效。
通过DCS系统的优化控制,该企业降低了能耗,提高了产品质量,实现了生产成本的降低和市场竞争力的提升。
2. DCS系统在烟气脱硝过程中的应用某水泥企业在烟气脱硝过程中引入了DCS系统,实现了对烟气脱硝装置的自动化运行。
DCS系统通过对烟气脱硝反应器温度、氨水喷射量等关键参数进行实时控制和监测,确保脱硝效率和运行的稳定性。
模糊控制在炉温控制中的应用
模糊控制原理在炉温控制系统中的应用简介一、摘要模糊技术的特长在于逻辑推理能力。
将模糊控制技术引入到神经网络中,可以大大拓宽其信息处理能力;与遗传算法结合可以增强系统的鲁棒性和自适应性。
火炉炉温控制系统是“大惯性”“大滞后”系统,这种系统精确数学模型很难得到,而模糊控制正适合数学模型未知,动态过程变化大的系统。
二、模糊控制原理1、模糊控制原理与模糊控制器对于模糊控制来说,其核心在于模糊控制器。
也就是说,模糊控制的机理是通过模糊控制器来体现的。
模糊控制器的思想来自人类在生产实践中对被控对象的控制。
在生产实践中,人们发现有经验的操作人员虽然不懂被控对象的数学模型,但却能十分有效地对系统执行控制。
如一个汽车司机不懂汽车的数学模型而能很好地驾驶汽车,这是因为操作人员对系统的控制是建立在直观的经验上的,凭借在实际中取得的经验采取相应的决策就可以很好地完成控制工作。
人的经验是一系列含有语言变量值的条件语句和规则,而模糊集合理论能十分恰当地表达具有模糊性的语言变量和条件语句。
因此,模糊集合理论描述人的经验就有着得天独厚的长处。
很明显,把人的经验用模糊条件语句表示,然后,用模糊集合理论对语言变量定量化,在用模糊推理对系统的实时输入状态进行处理,产生相应的控制决策。
这无疑是一种新颖的方法。
这样就产生了模糊控制器。
模糊控制器对被控对象的控制采用的是人类的模糊控制意念。
这种模糊控制意念是以模糊控制语句来描述的。
在模糊控制语句中,含有人类对环境的模糊检测和对被控对象的模糊命令。
这一系列意念就是模糊控制规则,只不过是用模糊控制语句来表达而已。
这些模糊控制语句可以采用条件语句的形式化格式表示。
用t表示环境温度,分别用SU、UH、SH、MH、BH 表示合适、微高、稍高、较高、高;而用v表示电风扇转速,用ST、LO、MI、FA、VF分别表示停止、低速、中速、较快速、快速,则可以以if---then格式表示如下:if t=BH then v=VFif t=MH then v=FAif t=SH then v=MIif t=UH then v=LOif t=SU then v=ST在上述语句中,环境温度t所取的合适(SU)、微高(UH)、稍高(SH)、较高(MH)、高(BH)是人对环境的模糊检测结果,所以都是模糊量;电风扇的转速v所取的停止(ST)、低速(LO)、中速(MI)、较快(FA)、快速(VF)是人对电风扇转动所给出的模糊命令,也是模糊量。
加热炉的控制系统
加热炉的控制系统引言加热炉是工业生产中常用的设备,用于加热各种材料以达到所需温度。
为了确保加热过程的稳定性和安全性,高效的控制系统是必不可少的。
本文将介绍加热炉的控制系统的基本原理、组成部分,以及常见的控制策略和技术。
基本原理加热炉的控制系统的基本原理是通过不同的控制器对加热炉的加热过程进行调节,以达到所需的温度。
控制系统通过测量加热炉内部的温度,并与设定的目标温度进行比较,根据比较结果发出控制信号,控制加热器的加热功率。
组成部分加热炉的控制系统由以下几个核心组成部分组成:温度传感器温度传感器用于测量加热炉内部的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和红外线传感器等。
传感器将测量到的温度值转换成电信号,供控制器使用。
控制器控制器是整个加热炉控制系统的核心部分,负责测量、比较和控制加热炉的温度。
控制器接收从温度传感器传来的温度信号,并与设定的目标温度进行比较,根据比较结果发出控制信号。
常见的控制器有PID控制器和PLC控制器。
加热器加热器负责提供加热炉所需的能量。
根据控制器发出的控制信号,加热器调整加热功率,以达到所需的温度。
常见的加热器有电阻加热器、电磁感应加热器和燃烧器等。
接口设备接口设备用于与人机界面进行交互,方便操作人员对加热炉的控制系统进行设置和监控。
常见的接口设备有触摸屏、键盘和显示屏等。
控制策略加热炉的控制系统根据控制策略的不同,可以分为开环控制和闭环控制。
开环控制开环控制是指控制系统只根据预先设定的参数进行控制,无法对实际温度进行反馈。
开环控制常用于加热炉加热过程稳定、温度变化较小的场景。
开环控制的优点是简单、成本低,但缺点是对外界扰动敏感,无法及时校正温度偏差。
闭环控制闭环控制是指控制系统通过温度传感器对实际温度进行反馈,并根据反馈信息调整控制器的输出信号,以使实际温度更接近目标温度。
闭环控制具有良好的稳定性和鲁棒性,在加热炉温度变化大、外界扰动较大的场景中表现出较好的性能。
控制技术加热炉的控制系统使用多种控制技术来确保加热过程的稳定和安全。
水泥厂预分解系统降阻措施
水泥厂预分解系统降阻措施发布时间:2021-05-03T08:23:46.386Z 来源:《中国科技人才》2021年第4期作者:李兴亮[导读] 上世纪80年代,我国引进的预分解窑均设置风冷装置,在窑筒体下侧边平行设置滑轨,多台轴流风机在滑轨上移动,向高温部位筒体吹冷风,以降低筒体温度。
金泥集团干法二厂 737100摘要:目前,我国的经济在快速发展,社会在不断进步,现在各水泥企业在充分发挥产能和降低煤耗的同时,降阻改造也成为了一项必要的节能措施,预分解系统降阻基本都着眼于分解炉系统(包含烟室)和预热器系统两大部分。
降阻要合适不盲目,在确保系统稳定运行,不对能耗产生负面影响的前提下,进行降阻。
关键词:分解炉系统;预热器系统;降低压损引言上世纪三十年代日本在中国的华北、东北地区建设了十数条带有余热发电系统的干法中空回转窑,这十数条窑的余热发电系统为中国后来开发自己的余热发电技术及设备奠定了技术基础。
由于上世纪四十年代战争的原因,这些水泥窑及余热发电系统在四十年代及五十年代初基本上处于停产状态,随着中华人民共和国的成立,五十年代及六十年代初这十几条水泥窑及余热发电系统相继恢复生产运行,由于历史久远,需对这十几条水泥窑及余热发电系统进行改造,中国开始自行开发水泥窑及余热发电系统技术及设备,至上世纪末,中国自己的余热发电技术及设备已经初具规模,在立足国内市场的同时,已经将目标瞄准了国际市场。
1空气冷却上世纪80年代,我国引进的预分解窑均设置风冷装置,在窑筒体下侧边平行设置滑轨,多台轴流风机在滑轨上移动,向高温部位筒体吹冷风,以降低筒体温度。
优点是现场较干净,缺点是声音太大、电耗高。
从使用情况来看,各台窑筒体温度是个变值,与窑皮性能有关,当入窑原燃中的碱、硫、镁等成分高,则窑内窑皮致密,导热系数高,筒体温度高,必须采用风冷;而窑料中的碱、硫、镁等成分含量低,窑皮疏松,导热系数低,筒体温度低,一般不用风冷。
由于生产厂家所购置的原燃料成分经常变化,造成窑皮致密程度及导热系数经常变化,因而预分解窑一般均设置风冷装置。
模糊PID水泥分解炉温度控制
模糊PID水泥分解炉温度控制王盛慧;王子峰;姜长泓【摘要】将模糊控制与PID控制相结合,主要解决水泥生产系统的非线性、大滞后问题。
仿真实验表明算法可行。
%Combining the Fuzzy function with PID control,the non-linear and long delay problems in the cement production process can be solved.The simulation results verity the algorithm.【期刊名称】《长春工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P252-255)【关键词】水泥分解炉;PID控制;模糊控制【作者】王盛慧;王子峰;姜长泓【作者单位】长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春 130012;长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春 130012;长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TP273水泥分解炉是新型干法水泥生产中的核心设备,它的诞生和发展代表国际水泥生产行业先进水平,其主要功能是承担碳酸盐分解的任务。
分解炉出口温度不仅决定碳酸盐分解的程度,也决定了水泥窑系统是否可以稳定运行。
如果出口温度过高,可能会导致旋风旋预热器内部壳体堵塞。
如果出口温度太低,会导致进入到回转窑的碳酸盐分解率过低,增加了回转窑的负担[1]。
所以在水泥生产过程中,分解炉出口温度控制是至关重要的。
控制的困难在于分解炉的特性,如非线性、时变性、延迟大,这些因素决定了国内的水泥生产企业大多使用手工方法来控制水泥分解炉中的温度,只有一小部分企业的技术和设备具有先进水平,能够使用自动控制方法。
不同水平的操作员会造成分解炉出口温度具有很大的波动,影响水泥窑系统和热稳定性,对水泥生产和质量产生负面影响。
与此同时,分解炉的特点,如非线性、时变、大延时等,使得传统的PID 控制很难得到较好的动态响应特性,抗干扰能力也差。
最新水泥冷却系统的PID模糊控制名师精编资料汇编
1.水泥冷却系统的PID 模糊控制摘要这篇文章研究了模糊PID 控制器在水泥冷却系统中的应用。
比例、积分、微分常数在模糊规则的控制下适应极端压力的情况。
这种新算法已经在多种情况下应用,并且经过了许多极端条件的检验。
这种算法的效果很好,在炉膛的压力作用下的改变被减少了,生产出的砖的温度也降低了。
1.介绍在水泥工业中效率问题是很重要的,一个标准过程的控制响应已经在解决问题中应用,冷却空气被吹入转炉下的炉膛中,这意味着砖被冷却了,而多余的热量被重复利用。
炉膛冷却系统的压力被检测,然后直接比例的决定砖的厚度。
比如当达到极端情况时,进入转的冷却区的砖的负载增加了床厚,炉底的压力也不断增加,控制器的响应应该是加速砖炉得出砖速度。
相反的情况是,当一些砖冷却得过松时,砖床变薄,而且炉内压力下降,这是的控制器响应应该是降低出砖速度。
保持砖在炉内的时间以增加砖床的厚度,所有这些过程如图 1 所示。
r(k)e(k)u(k)y(k)ΣPID 控制器设备-图 1 砖炉冷却 PID 控制器方案这种情况的串联控制经常不能很好的适应砖炉的操作,有时甚至产生更严重的问题。
根本问题是传统的PID 控制器不能适应动态过程,因此我们需要其它算法来根据动态过程适应 PID 控制器。
在转炉冷却器中,动态过程是非线性的,因此我们需要适应非线性行为的算法,模糊逻辑可以解决这些问题,因为模糊PID 控制器有如下优点:1)它具有传统 PID 控制器的线性结构,但是有自适应系数,自整定比例,积分和微分幅值,它们是对输入信号的非线性作用。
2)控制器的设计根据标准离散PID 控制器3)隶属是简单的三角形模糊规则4)模糊 PID 控制器的稳定性是有论证的。
2.控制器的设计在这一部分我使用两种标准控制器来检测在实际系统中的表现,它们分别是2.1PID 控制器标准 PID 控制器U ( s)K p1(1) 1T d s E( s)T i s这里 Kp, Ti, Td 是比例系数、积分时间和微分时间,显然地,E(s) 和 U(S)是控制信号和给定输出信号的差值的拉普拉斯变换。
水泥生产过程分解炉环节的优化控制研究
水泥生产过程分解炉环节的优化控制研究摘要:分解炉作为预分解窑的核心设备,其主要功能是承担熟料锻烧过程中耗热最多的碳酸盐分解任务,其耗煤量巨大,约占水泥烧成过程的60%。
因此,从国内分解炉控制现状出发,泥熟料的正常生产和水泥企业实现节采用先进控制技术,实现分解炉的优化控制,对水能降耗具有重要的意义。
关键词:水泥生产; 分解炉; 优化控制前言:我国水泥总产量居世界第一位,2011年,我国的水泥产量达20.6亿吨,占全球总量的50%以上,同时,我国的水泥行业也是全国能源消耗大户,其能源消耗总量约占全国总能源消耗的5%,颗粒排放物约占工业排放总量的30%,因此工业和信息化部制定的《水泥工业“十二五”发展规划》中明确提出力争2015年行业平均节能减排水平接近世界先进水平,因此,如何利用自动化技术实现水泥行业节能降耗成为当前水泥生产的研究重点与热点。
一、水泥分解炉工艺介绍分解炉作为预分解窑的核心设备,它的诞生和发展代表着国际水泥工业的先进水平,其主要功能就是来承担熟料锻烧过程中耗热最多的碳酸盐分解任务,保证进入回转窑内的生料分解率维持在90%以上。
CaCO3分解反应特性:CaCO3的分解反应为可逆反应,只有保证较高的化学反应温度、降低周围二氧化碳分压才能使CaCO3快速分解为CaO。
根据碳酸钙的特性可知,碳酸钙于600℃左右时开始分解,但由于反应温度较低,因此分解速度很慢。
随着反应温度的提高,到800~850℃时,分解速度显著加快,到900 ℃左右,碳酸钙分解出的二氧化碳分压可达1个大气压,此时,分解反应快速进行,因此绝大部分水泥企业将分解炉的出口温度控制在900℃左右,就是为了保证碳酸钙快速的分解,从而使入窑生料分解率达到90%以上。
同时,由碳酸钙分解反应方程式看出,碳酸钙分解需要吸收大量的热量,900℃时分解大约吸热1660kJ/kg。
二、分解炉出口温度的影响因素及调节方式在水泥生产中,分解炉温度对于水泥能否正常生产具有重要的作用。
基于灰色预测模糊PID的热解炉温度控制策略
基于灰色预测模糊PID的热解炉温度控制策略
赵伟
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2022(12)6
【摘要】文章针对市政污泥热解处理系统中具有非线性、大时滞和多扰动特点的热解炉温度控制问题,设计灰色预测模糊PID控制方法,实现对控制系统的模糊闭环控制和事前控制。
仿真测试结果表明,该算法有效地削弱大时滞的影响。
将该算法应用于实验中,结果表明,该方法能够使热解炉温度控制的响应速度提高,超调量减小,抗干扰能力增强。
【总页数】3页(P25-27)
【作者】赵伟
【作者单位】上海电力大学电子与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于PID模糊控制策略的焊接热模拟温度控制优化
2.基于灰色预测模糊PID算法的空调房间温度控制
3.改进灰色预测模糊PID控制策略
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5.运用灰色预测与模糊加权PID的\r反应釜温度控制
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安徽职业技术学院学报
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水 泥 预 热 分 解 炉 系 统中 模 糊 控 制 策 略 的 实 现
温晓玲
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收稿日期: "##$%&#%"’ 作者简介: 温晓玲 (&($) * ) , 女, 四川成都人, 合肥工业大学工程硕 士在读, 安徽职业技术学院讲师+
第 ! 期# # # # # # # # 温晓玲: 水泥预热分解炉系统中模糊控制策略的实现 描述整个过程。如果采用传统的控制方法, 即通 过建立对象模型来实现对分解炉温度的控制则非 常困难。而模糊控制技术使分解炉温度的智能控 制成为现实。 !" !# 模糊控制器实际模型的建立 在分解炉温ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的模糊控制中, 一般选取分解 炉中部温度作为分解炉控制的监测量, 喂煤量是 影响分解炉温度的主要因素, 生料下料量、 风温风 压对分解炉温度也有影响, 基于系统稳定的考虑, 在控制中可通过调节喂煤量来控制分解炉温度, 风温风压和生料下料量等数据作为控制参考量, 以前馈回路的形式考虑, 对模糊控制参数表进行 自适应修改和调整, 最大限度地满足现场 需要。 根据以上分析可建立分解炉的控制模型, 如图 ! 所示。 !" &# 输入、 输出变量及模糊化
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模糊化是一种主观评价, 它把测量值转化为主 观量值的评价。在该系统中输入语言变量为实际 温度 ! 与温度给定值 !" 的误差 # ’ !" ( ! 及误差 变化 "#。输出语言变量为喂煤称的喂煤量 $。 语言变量 # 的论域为 [ ( )* , )* ] , 量化等级为 [ ( & ( $ ( ! * ! $ &] ; 误差变化 "# 的论域为 [( $), $) ] , 量化等级为 [ ( $ ( ! * ! $] ; 控制输出 $ 的论域为 [ ( !) , !)] , 量化等级为 [ ( & ( $ (! * ! $ &] 。则各比例因子分别为: % ! & & ’ )* ,% $ & $ ’ $) ,% & & !) ’ & & ) # # 上述输入输出变量的模糊子集划分为: 误差 # 的模糊子集取为{ +, ,+-,+. ,/0 ,1. ,1-, 1,} ; 误差变化 "# 的模糊子集取为 {+, ,+.,/0 , 1.,1, } ; 控制输出 2 的模糊子集取为{ +, ,+-, +.,/0,1.,1- , 1, } 。对应的隶属度函数为三 角形见图 & 。
摘! 要: 文章介绍了 水泥预热分解炉实际系统模糊控制器的设计及实现, 将 模糊控制 策略嵌入 A:B 控制 系统, 改善了分 解炉温度控制性能, 在实际的生产过程控制中取得了良 好效果。 关键词: 分 解炉; 模糊控制; 模糊控制规则库; 模糊控制表 中图分类号: ;C"0! ! ! 文献标识码: 5! ! ! 文章编号: &$0"%(’)$ ("##0 ) #&%##"#%#D
!"#$%&’$ : ;EFG H?HI@ FJK@-LMNIG KEI LIGFOJ ?JL FPH.IPIJK?KF-J -Q QMRRS N-JK@-. FJ KEI ?NKM?. GSGKIP -Q NI% PIJK H@IEI?KFJO LIN-PH-GFJO QM@J?NI+ TEIJ KEI GK@?KIOS -Q QMRRS N-JK@-. FG GIK FJK- KEI N-JK@-. GSGKIP -Q A:B , KEI KIPHI@?KM@I N-JK@-. H@-HI@KFIG -Q LIN-PH-GFJO QM@J?NI ?@I FPH@-UIL ?JL E?UI O--L IQQINKG FJ ?NKM?. H@-LMN% KF-J+ ()* +,%-#:LIN-PH-GFJO QM@J?NI ; QMRRS N-JK@-.;QMRRS N-JK@-. @M.I V?GI ;QMRRS N-JK@-. K?V.I ! ! 水泥生产过程是一个理化反应过程, 具有大 惯性、 纯滞后、 非线性等特点, 系统工况复杂多变, 难以建立精确的数学模型。因此, 采用传统的控 制策略很难获得满意的控制效果。为了达到稳定 的操作工艺, 优化技术参数, 节能降耗, 提高运转 率的目的, 目前很多水泥生产企业除采用 A:B 系 统实现生产过程控制外, 还在水泥生产工艺的各 主要环节上采用了先进的控制策略, 其中模糊控 制技术在提高水泥产量和质量、 节能降耗以及稳 定工况等方面起到了显著的效果。 模糊控制是模糊数学与控制理论相结合的产 物, 它能在一般传统的数学分析无能为力时, 提供 一种基于规则的控制方法, 是处理控制系统中不精 确和不确定性的一种有效方法。 &! 预热分解炉模糊控制器的设计 目前很多大型水泥生产企业采用的都是新型 干法水泥生产 线, 其烧成环节广泛使用了 “旋 风 窑外预热分解” 技术来提高碳 酸钙的分解率, 降 ! ! 低热耗, 增加产量。 水泥烧成过程大致可分为两个阶段。石灰质 原料约在 (## W 时进行分解反 应; 在 & "## W X & D’# W 时进行水泥化合物生成反应。根据理论 计算, 当物料预热温度由 0’# W 升高到 Y’# W 时, 分解率由原来的 "’Z 提高到 Y’ X (#Z 。所以, 当 水泥生料经过几级旋风预热后再经分解炉加热, 生料的碳酸钙的分解 率可达 Y’Z 以上。因 此在 回转窑内只需 供给少量的热量 就可完成烧成 反 应, 减轻了回转窑内烧 成带的热负荷, 降低了 热 耗, 使产量增加一倍以上。 窑外分解的关键环 节在于分解 炉温度的 控 制, 炉内温度分布均匀, 就能使碳酸钙在很短时间 内完成分解, 并达到理想的分解率。影响炉内温 度的因素很多, 主要有喂煤量、 生料量和进入分解 炉的风温风压等几个方面。喂煤量是一个主要因 素, 生料喂料量、 风温、 风压也对分解炉温度也有 一定影响, 且各因素之间存在藕合关系, 它们的作 用不是线性的, 难以建立一个准确的 学模型来