模糊PID控制器在水泥回转窑上的应用.pdf

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1、模糊PID控制器在水泥回转窑上的应用孙莉，等模糊PID控制器在水泥回转窑上的应用ApplicationofFuzzyPIDControllerinCementRotaryKiln．筋赵志光2(山东协和学院机电工程学院，山东济南250107；中控科技集团，浙江杭州I310052)摘要：针对水泥烧成过程具有强耦合、大时滞、非线性、多变量等特性，在总结操作员经验的基础上，提出了基于专家规则的回转窑窑况的控制方案。通过分析窑况特性以及对操作员经验的总结，得出不同窑况对回转窑烧成带温度的影响，建立相应专家规则，并在线调整烧成带温度设定值。同

2、时，采用模糊控制算法，根据专家经验，通过在线调整PID控制参数来满足系统的非线性要求。试验运行表明．提出的回转窑控制方案对于回转窑烧成过程具有良好的控制效果。关键词：模糊PID专家规则现场总线DCS过程控制系统中图分类号：TP273+．4文献标志码：AAbstract：Thecementsinteringprocessfeaturesstrongcoupling，largetimedelay，non—linearandmultiplevariables，inaccordancewiththeseconditionsandonthe

3、basisofsummarizingexperiencesofoperators，thecontrolstrategyofestablishingexpearulesandobtainingkilnstatusisproposed．Throughanalyzingthecharacteristicsofkilnstatusandsummarizingtheexperiencesofoperators，theinfluenceofdifferentkilnstatusonthetemperatureoftheburningzonei

4、sobtained，thustheexpe~rulesareestablishedtoonlineadjustthesetpointofthetemperatureofburningzone．Inaddition。byusingfuzzycontrolalgorithm，PIDcontrolparametersareadjustedonlineinaccordancewithexpertexperiencetosatisfythenonlinearrequirementofthesystem．Theexperimentaloper

5、ationindicatesthatthecontrolstrategyproposedpossessesexcellentcontroleffectfortheburningprocessofrotarykiln．Keywords：FuzzyPIDExpertruleFieldbusDistributecontrolsystem(DCS)Processcontrolsystem0引言1水泥回转窑控制要求水泥熟料在回转窑内的锻烧过程，是一个包含物在新型干法水泥生产工艺中．生料在进入窑系统理变化、化学反应等复杂过程的多变量、多扰动、

6、长滞煅烧之前，经过了成分配比、粉磨和均化，使得生料的后、时变及非线性过程，这给回转窑系统的建模和控制组成和成分相对稳定。所以，窑内煅烧状况就成为影都带来了极大的困难。为了解决水泥预分解窑的控制响熟料质量的主要因素。窑内煅烧状况主要取决于回难题，许多学者进行了大量相关研究。JagerⅢ】等研转窑烧成带温度和窑况。究了专家系统、过程控制系统和集散控制系统在水泥①回转窑内烧成带温度生产过程中的应用：Chiang3研究了水泥悬浮预热回烧成带承担着熟料中主要矿物CS的形成和f-CaO转窑的模糊控制：Correcherl4介绍了基于专家系统的

7、的吸收。液相的含量和烧成带温度决定了cS的形成水泥回转窑故障诊断问题。国内学者对DCS、现场总和f-CaO的吸收速度．液相的含量是由烧成带温度的高线控制应用于水泥烧成系统的研究主要体现在仿真低决定的，因此，烧成带温度决定了cS是否能大量形阶段。成和f—CaO是否能被充分吸收，也就决定了熟料质量。我国新型干法水泥生产线已经基本实现基础自动烧成带温度过高过低对熟料质量都有影响，烧成带温度化控制．但对水泥回转窑系统的先进控制研究主要集过低，造成熟料欠烧，f—CaO吸收不完全，cs不能大量形成，熟料质量欠佳；烧成带温度过高，不但造成熟料结

8、中在分解炉，而对于熟料烧成的主体部分回转窑的研究主要是进行仿真研究，真正用于实际的很少。因此，大块，易磨性差，还容易烧窑皮，造成“红窑”，同时也浪费能源，增加成本。对于水泥回转窑的应用控制研究非常有必要。②窑况山东省高等学校科技计划基金资助项目(编