水泥生產(chǎn)分解爐溫度預(yù)測控制軟件的研發(fā).pdf

1、目前，以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)在世界各國得到廣泛發(fā)展和應(yīng)用。分解爐是預(yù)分解系統(tǒng)的核心設(shè)備，它主要承擔(dān)燃料燃燒、氣固兩相換熱、生料分解的任務(wù)，確保入窯物料中碳酸鹽的分解率達(dá)到工藝要求。分解爐的穩(wěn)定控制對穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯的運行、穩(wěn)定熟料質(zhì)量具有重要作用。分解爐的溫度是影響分解率指標(biāo)的關(guān)鍵工藝參數(shù)。分解爐與回轉(zhuǎn)窯和懸浮預(yù)熱器直接相連，設(shè)備關(guān)聯(lián)嚴(yán)重，爐內(nèi)燃燒、傳熱、分解等過程機理復(fù)雜，因此分解爐溫度過程存在著非線性、純滯后、

2、多變量、輸入輸出約束、不確定干擾等控制難點，傳統(tǒng)的控制方法難以達(dá)到較好的控制效果。研究分解爐溫度過程的預(yù)測控制技術(shù)對于提高分解爐的溫度過程的控制性能，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重要意義。
　　針對以上問題，本文依托國家“863”高技術(shù)研究課題，以酒鋼集團宏達(dá)建材有限公司1500t/d水泥熟料1＃新型干法水泥生產(chǎn)線自動化工程為背景，完成水泥生產(chǎn)過程分解爐溫度預(yù)測控制軟件的設(shè)計與開發(fā)。本文的主要工作包括以下幾點:
　　(1

3、)在對分解爐過程控制目標(biāo)和控制難點分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了分解爐溫度過程預(yù)測控制方法的研究。在文獻(xiàn)[61]建立的水泥生產(chǎn)分解爐溫度過程仿真對象軟件上，在選定的工作點進(jìn)行階躍測試，建立了以尾煤轉(zhuǎn)速為輸入、分解爐溫度為輸出的分解爐溫度過程階躍響應(yīng)模型?；贒MC預(yù)測控制方法，分別設(shè)計了無約束和帶輸入約束分解爐溫度預(yù)測控制器，并在工作點處進(jìn)行了設(shè)定值跟蹤和干擾抑制仿真實驗研究，研究結(jié)果表明，上述控制方法具有較好的控制性能。
　　(2)在提出

4、上述控制方法的基礎(chǔ)上，完成分解爐溫度預(yù)測控制軟件的設(shè)計與開發(fā)。分解爐溫度預(yù)測控制軟件主要包括用戶管理、通訊配置、控制器組態(tài)、過程監(jiān)控、控制器離線仿真、歷史數(shù)據(jù)管理六個功能模塊。軟件可以完成用戶管理，與工業(yè)現(xiàn)場的S7-400PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互通訊，根據(jù)導(dǎo)入的階躍響應(yīng)模型、控制變量、被控變量、干擾變量以及控制器的組態(tài)參數(shù)，自動生成DMC預(yù)測控制器，過程數(shù)據(jù)和趨勢的實時顯示以及變量報警，根據(jù)階躍響應(yīng)模型建立仿真對象模型，完成控制器的離

5、線仿真調(diào)試，歷史數(shù)據(jù)的歸檔和調(diào)用?；赪indows平臺，利用Visual Basic6.0、ProEssential v2.1、Access2000完成了預(yù)測控制軟件各個模塊功能和人機交互界面的開發(fā)。
　　(3)對預(yù)測控制軟件進(jìn)行功能測試。利用西門子過程控制系統(tǒng)的WinCC(WindowsControl Center)變量仿真器WinCC Tag Simulator完成了預(yù)測控制軟件的通訊功能測試，利用仿真對象模型完成了控制器組