水泥预分解窑智能控制系统的研究

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1、济南大学硕士学位论文摘要预分解窑是现代化水泥厂烧成工艺的关键设备，其特点是：在缩短回转窑简体的条件下用多级悬浮预热器代替部分回转筒体，使窑内以堆积态进行的气固换热过程一部分转移到多级旋风预热器内在悬浮状态下进行；同时在悬浮预热器和回转窑之间增设分解炉作为窑系统的第二热源，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程在悬浮态或流化态条件下极其迅速地进行，提高了窑系统生产效率，降低熟料热耗，使窑生产能力成倍增长。水泥烧成过程是一个典型的非线性、强耦舍的复杂控制对象，其精确的数学模型难以建立，常规控制很难获得满意的效果。然而，有经验的操作人

2、员却能够较好地操作，使其稳定运行。所以，总结、优化现场的实际操作经验，研究并实现水泥烧成过程智能控制系统，对进一步提高水泥烧成过程自动化水平具有重要意义。本文以一条2500吨／日新型干法水泥生产线的CIMS应用工程的开发为背景，实现了集散控制系统(DCS)的现场运行，分析了国内外制造业CIMS的发展现状与发展趋势，以及传统流程工业C114S的体系结构，并根据水泥流程工业的信息集成现状及水泥生产状况确定了系统结构，在硬件配置方面选用ABB公司AC800F控制器，并下挂$800系列卡件；软件选用ABB公司专用CBF组态软件实现基础自动化控制，

3、另外组态软件本身支持OPC协议，实现了与其他软件的通讯，可读可写，所以此系统中通过OPC接口实现了数据的软件闻共享，编制了独立于组态软件之外的OPC客户端程序，实现了生产状况的远程监控和生产数据的报表管理。水泥烧成过程由旋风预热器及分解炉、回转窑、篦冷机三个主要环节构成。针对各环节的特点，通过理论分析和仿真，确定了影响水泥烧成过程的主要参数，分别设计了控制方案。在充分研究智能控制算法的基础上，提出了各环节的智能控制模型并实现了分解炉的智能控制。由于从预热器到分解炉，系统始终处于全密闭状态，无法直接观察到实际的燃烧状况，不同操作人员对分解炉

4、的控制效果差异很大，所以企业对分解炉温度的自动控制的需求尤为迫切。通过分析研究，选择分解炉中部温度为检涣0量、喂煤量为控制量组成模糊控制器，实现了水泥分解炉的智能控制，并将生料喂料量等其它影响因素作为辅助参数对控制结果进行必要的修正。本系统从控制系统到OPC接口及模糊控制算法，都采用了模块化结构，使优化算法不依赖于某一特定的组态环境，具备可移植性，使系统具有更强的通用性。实际运行表明，该系统不仅提高了企业的自动化水平，而且可以节约能源、改善劳动条件，实现了信息共享。该项目的成功实施，将会促进水泥行业智能控制的深入研究，带来明显的社会效益和

5、经济效益，有着巨大的现实意义。关键词：计算机集成制造系统(CIMS)；模糊控制；OPC(OLEforprocesscontr01)；水泥回转窑；分解炉ⅡABSTRACTThecalcinationofRotaryKilnisakeystepofcementproduction，itmakesdirectlyinfluenceonthequalityofcementclinker,ButtheprocessisSOcomplexthatthereisnotraditionalmethodCalldescribeitprecisely．Wit

6、hthecombinationofexperienceandthemethods，someimportantprinciplesarefound，whichareusedtOdescribetheprocessofthecalcinationsprecisely．ButawholeRotaryKilnisaverycomplexsystemandthefactorswhichinfluencetheprocessofcalcinationsisnonlinear．Asaresult，itisalmostimpossibletousetra

7、ditionalmethodstocontroltheprocess，ButtheapplicationsoftheFuzzycontrolCallsolvetheproblemverywell．ThispapergivesthepresentsituationandthefuturedevelopmentoftheCIMSandputforwardtheconfigurationofthesystembasedontheapplicationoftheDistributedControlSystemona2500t／dcementpro

8、duction．Accordingtotheactualcharactersofthecementautomationproductionline，thesystemtakestheABB’S