基于FuzzyPID的水泥窑分解炉温控系统设计及仿真

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1、仪器仪表用户doi：10.3969/j.issn.1671J041.2010.05.024基于Fuzzy-PID的水泥窑分解炉温控系统设计及仿真姜克盛.王群京（安徽大学电子科学与技术学院.合肥230039）欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息EICVol.172010No.547摘要:对非线性大滞后等特殊的系统，存在常規PH）控制器控制效果不甚理想的问题，为此针对淮南某厂水泥窑分解炉温度控制系统，提出了一种Funy-PID复合控制策踣。鋼述了复合控制器和温控系统的设计，并且给出了软件潦程和matbb仿真模型。计算机仿真试验结果表明该控制系统响应速度

2、快,稳定可控制精度髙，能满足生产工艺要求,控制效果优于传统的PH）控制。关■词：模*pro；分解炉；盪度控制；水泥回转窑中图分类号：TP391文献标志码：BDesignandsimulationoftemperaturecontrolsystembasedonFuzzy-PEDfordecomposingfurnaceJIANGKe・sheng.WANGQuipjiiig（SchoolofElectronicScienceandTechnology.AnhuiUniversity,230039fChina）Abstract:Consideringi

3、tisnotsosatisfactoryfortraditionalPIDcontrolmethodtocontrolsomespecialsystemswithnon-linearandlargedelayproperties,thispaperpresentedanewcontrolstrategyusingFuzzy-PIDtodesignthetemperaturecontrolsystemappliedinthecementkincalcinerinafactorylocatedinHuainancity.What*smore.this

4、paperexpoundedtheFurzy-PIDcontrolleranditstemperaturecontrolsystemandfinallyintroducedtheSoftwareProcessandsimulationmodelbasedontheMatlab.IthasbeendemonstratedthatthiscontrolmethodisbetterthantheconventionalPIDcontrolmethodandcouldmeettherequirementsofproductiontechnicsforit

5、sfastresponsespeed,excellentstabilityasweftashighcontrolaccuracy.Keywords：Fuzzy-PID；decomposingfurnace；temperaturecontrol；cementrotatingkiln0引言水泥生产过程是一个理化反应过程•具有大惯性、纯滞后、强耦合、非线性等特点•系统工况复杂多变，难以得到精确的数学模型•因此很多时候采用传统的控制策略难以获得满意的控制效果。通过调研发现许多厂家还是借鉴现场操作人员的工作经验•通过中控室人工调节以求得到满意的控制效果o生

6、产效率低、质量不稳定、污染严重、耗能高是水泥工业普遍存在的现象°现代先进控制理论的发展•尤其是智能控制理论的产生,为水泥工业提供了良好的发展前景n其中模糊控制发展迅速、应用广泛，成为当前控制领域的一个研究热点。近年来岀现很多将模糊控制先进策略应用在水泥工业控制上的研究，它的优点是能够得到较好的动态响应待性，并且无需知道被控对象的数学模型，适应性强•鲁棒性好•但模縄控制容易受模糊规则有限等级的限制而引起误差•静态性能也不其理想。而若采用传统的PID控制虽然稳态响应特性较好，但难以得到较好的动态响应特性•抗干扰能力也差。针对淮南某水泥厂生产现状，为进一

7、步提高稳态精度,缩短调节时间，研究采用Fuzzy・PID复合控制分解炉出口气体的温度，在温度大偏差范围内时采用Fuzzy控制，以加快响应速度;在小偏差范国内进入稳态过程后，则由程序切换到PID控制，消除静差•提高控制精度。这种复合控制策略动态响应快，超调董小，温度控制稳定。1温控系统设计设计采用两级DCS（霍尼韦尔Plantscape）控制系统，包括过程控制级和过程管理级。前者包括原料、煤磨、预热器、窑尾、窑头.五个工作站，负责完成数据的采集和处理，并接受上位机指令向模件输岀信号去完成各种控制功能。后者由4台工控计算机组成•实现集中操作和统一管理，

8、生成用户画面，完成生产工艺过程的监視■操作和控制⑷。系统通信是通过ControlNet网络实现控制器的PLC与上位机工作站