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石灰窑控制系统的研究与设计

赵保兵  
【摘要】: 本课题来源于合肥钢铁有限责任公司新建气烧石灰窑控制系统的设计,其控制系统要求采用计算机、PLC进行数据处理及控制。通过对生产过程中计算机控制系统的检测、达到控制石灰窑煅烧带温度的目的,生产出适合冶金用的高活性石灰。 在此控制系统中以煅烧带的温度为控制目标,通过调节煤气流量和空气流量的比例来对煅烧带的温度进行控制。由于该对象是时变的、非线性的并且纯滞后较大,各种参数难以确定,采用常规PID控制效果不佳,在此采用模糊PID复合控制算法进行控制。 模糊控制系统的关键是模糊控制器的设计,本文对模糊控制器的组成原理、特点、设计的原则进行了详细的介绍,并比较了几种控制算法的优劣。通过仿真比较,本系统采用参数自整定的模糊PID控制器能够达到比较理想的效果。 在石灰窑的生产控制系统中,实现了上料系统、温控系统、监视系统和报警系统的自动化控制以及故障的自诊断功能。在此系统中由于整个石灰窑的测量监控点不是很多,所以在此每座石灰窑的控制系统由一台工控机西门子S7-300 PLC组成,通信采用MPI方式。 在石灰窑温度控制系统中若只使用PID控制系统,当石灰窑系统的参数变化后,控制效果会有明显的不同,甚至不能满足控制要求。石灰窑生产过程中,采用模糊PID复合控制系统,将石灰窑锻烧带的温度的偏差E及其变化△E作为输入语言变量,将煤气流量调节阀流量的变化作为输出语言变量。经系统仿真可以认为石灰窑温度控制系统中采用模糊控制能达到较满意的控制效果,有较好的鲁棒性。


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