水泥回转窑优化控制系统的研究与开发.pdf

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1、工业控制与应用《自动化技术与应用》2012年第31卷第3期ndustryControlandApplications水泥回转窑优化控制系统的研究与开发林玉泉1．刘彬(1．唐山冀东水泥股份有限公司，河北唐山063031，2．燕山大学，河北秦皇岛066004)摘要：本文通过对水泥生产线的运行数据进行采集、分析和筛选，进而建立神经网络模型和动态ARX模型，设计出水泥回转窑系统的滚动变增益的预测控制器，使用序列二次规划算法(SQP)对控制器的操作变量进行实时最优求解，再通过仿真实验对预测控制算法进行了验证。关

2、键词：水泥烧成窑；控制器；稳态模型；动态模型中图分类号：TP273．1文献标识码：B文章编号：1003-7241(2012)03-0009-05TheResearchandDevelopmentOfCementRotoKilnOptimizationControISystemLINYu．quanI．LIUBin2(1．TangshanJidongCementCo．Ltd．，Tangshan063031China；2．YanshanUniversity,Qinhuangdao066004China)Ab

3、stract：Throughthecollection，analysisandscreeningoftheoperationingdatafromcementproductionline，thisarticleestab—lishestheneuralnetworkmodelanddynamicARXmodel，designsthecementrotarykilnsystemforrollingvariablegainpredictivecontroller．Fromusingasequenceoft

4、woalgorithmofquadraticprogramming(SQP)，itoptimizesthereal—timesolutionsontheoperationofthecontrollervariables，andthenitisverifiedthroughthesimulationexperimentthatthepredictivecontrolalgorithmisvalidated．Keywords：cementkiIn；controller；staticmodel；dynami

5、cmodel1水泥烧成窑系统控制参数分析烧状况。进而对窑温也有一定的影响。带窑外分解炉的新型干法水泥回转窑采用窑外分③窑内NOx含量：在煅烧的过程中窑内ⅣD解煅烧技术，生料入回转窑前分解率已达到80％90％。的含量直接影响到熟料的烧制状况，从而影响熟料基于目前国内新型干法水泥生产线广泛使用的窑外预的品质。热分解技术和水泥熟料煅烧工业的生产经验，烧成带温④窑内CD含量：窑内CD含量直接反映窑内煤度和窑尾废气温度的稳定是保证水泥回转窑热工过程．和风的配比情况是否合理。稳定，生产出高质量水泥熟料的重要标志⋯

6、1。为了达到(2)操作变量MV优化工艺生产过程的目的，对水泥回转窑系统的主要参①喂煤量：它对烧成带温度和废气中的氧含量有数进行分析。主要参数如下：直接影响。增加喂煤量可以提高烧成带温度并降低氧(1)控制变量CV含量；反之，减少喂煤量则可以降低烧成带温度和提高①烧成带温度：正常工作范围是1300．0～1500"0，氧含量。是直接反应烧成带工况的重要参数。②高温风机挡板开度：它主要用于改变窑负压、②窑内氧气含量：正常工作范围是3．5％～5．5％，保证风煤配合和保证废气中的氧含量；同时也用来改变在煅烧的过程

7、中窑内的氧气含量直接影响到燃料的燃窑内的温度分布，控制窑尾温度。增加挡板开度，将提高窑尾温度并增加氧含量；反之，则可以降低窑尾温度收稿日期：2011—11—30自动化技术与应用2012年第31卷第3期工业控制与应用ndustryControlandApplications和窑尾废气中的氧含量，对Ⅳ的含量变化也有很大型进行了辨识，然后对辨识出的稳态模型进行检验。以的作用。下图2、图3是辨识出的模型输出值和实际输出值之间③回转窑转速和喂料量：当窑运行稳定时，回转的对比。窑转速和喂料量之比应基本保持不变。具

8、体控制量在操作员组态画面上的位置如下图1所示。采样步数k图2NOx作为输出的模型输出与实际输出的比较量含^N^琶_co图1操作员站窑系统组态画面2水泥回转窑系统模型辨识本项目对河北唐山冀东股份有限公司丰润三期水泥厂进行现场数据的采集，采样周期是60s，共采集20030组数据。首先将采集数据中不合理的数据进行剔除，然后再分出动、静态数据，当系统中的两个输入量有一个保持不变，而另一个发生阶跃变化，从阶跃到最终系统达到稳定状态时的数据选为动态数据；从稳定状态到