專利名稱：一種提高套筒窯溫度均勻性的自動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種提高套筒窯溫度均勻性的自動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
環(huán)形套筒式豎窯是冶煉系統(tǒng)制造活性石灰的專業(yè)裝備。分為上下兩層燃燒層，根據(jù)豎窯的設(shè)計(jì)產(chǎn)能每層燃燒室共有4 7個(gè)不等。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，燃燒過程的控制是其中的關(guān)鍵。在現(xiàn)有技術(shù)中，環(huán)形套筒式豎窯的燃燒控制系統(tǒng)采用以熱平衡為基礎(chǔ)的PLC控制方式。燃燒控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制是依據(jù)分解石灰石所需熱量為基礎(chǔ)，通過在線熱值儀采集的煤氣熱值及設(shè)計(jì)產(chǎn)品熱耗和產(chǎn)量并按照上、下層燃燒室煤氣比調(diào)節(jié)，控制上、下層各個(gè)燃燒室的煤氣供應(yīng)量和二次風(fēng)量，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化燃燒、控制總熱耗和節(jié)能降耗。但是，由于影響燃燒室溫度的因素很多，如煤氣熱值、壓力的波動(dòng)，石灰石粒度、成分，窯內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)等，使得同層燃燒室之間容易形成較大的溫度差，使的各個(gè)燃燒室石灰煅燒程度不一，影響產(chǎn)品質(zhì)量，且易對內(nèi)部耐火材料造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高套筒窯溫度均勻性的自動(dòng)控制方法，解決了同層燃燒室之間容易形成較大溫度差的問題，能提高燃燒室溫度的均勻性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保護(hù)內(nèi)部耐火材料；并節(jié)約了能源。本發(fā)明利用模糊控制理論，用工業(yè)控制機(jī)跟蹤環(huán)形套筒式豎窯各個(gè)燃燒室溫度的變化，對其溫度進(jìn)行控制。首先在可編程序邏輯控制器(PLC機(jī))中設(shè)立溫度極值判斷控制器、溫度模糊控制器、燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)控制器和助燃空氣流量控制器，通過判斷燃燒室溫度的變化自動(dòng)修正各個(gè)燃燒室燃?xì)獾姆峙湎禂?shù)，根據(jù)該系數(shù)調(diào)節(jié)燃燒室的燃?xì)饬髁亢椭伎諝饬髁?，以控制調(diào)節(jié)溫度。工藝步驟包括( I)通過溫度極值判斷控制器計(jì)算出當(dāng)前單個(gè)燃燒室溫度Tn與同層燃燒室溫度平均值Tavg的偏差值A(chǔ) Tn，選取其中超出工藝要求的最大偏差值A(chǔ) Tmax作為溫度極值判斷控制器的輸出。(2)由步驟(I)中得出的最大偏差值A(chǔ)Tmax作為溫度模糊控制器的輸入變量。其中，溫度模糊控制器的具體設(shè)計(jì)步驟如下a、溫度模糊控制器輸入輸出變量的選擇將燃燒室平均溫度作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)的參考值，選擇最大偏差值A(chǔ) Tfflax為溫度模糊控制器的輸入變量，選擇具有最大偏差值燃燒室的燃?xì)夥峙湎禂?shù)作為溫度模糊控制器的輸出變量。b、輸入輸出變量的模糊化將輸入輸出變量的值定位在相應(yīng)模糊集合的語言變量值上，其中輸入變量的模糊 集合為
ATmax = {PB:正大，PM:正中，PS:正小，0 :零，NS:負(fù)小，NM:負(fù)中，NB:負(fù)大}輸出變量的模糊集合為U = {PB:正大，PM:正中，PS:正小，0 :零，NS:負(fù)小，NM:負(fù)中，NB:負(fù)大}輸入變量的隸屬度函數(shù)選擇三角形隸屬度函數(shù)。C、規(guī)則庫的建立以生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，可以產(chǎn)生5條控制規(guī)則。模糊控制規(guī)則集見表I。表I模糊控制器的控制規(guī)則
權(quán)利要求
1.一種提高套筒窯溫度均勻性的自動(dòng)控制方法，其特征在于在可編程序邏輯控制器PLC機(jī)中設(shè)立溫度極值判斷控制器、溫度模糊控制器、燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)控制器和助燃空氣流量控制器，通過判斷燃燒室溫度的變化自動(dòng)調(diào)整各個(gè)燃燒室燃?xì)獾姆峙湎禂?shù)，根據(jù)該系數(shù)調(diào)節(jié)燃燒室的燃?xì)饬髁亢椭伎諝饬髁?，以控制調(diào)節(jié)溫度；エ藝步驟包括 (1)通過溫度極值判斷控制器計(jì)算出當(dāng)前單個(gè)燃燒室溫度Tn與同層燃燒室溫度平均值Tavg的偏差值Λ Tn，選取其中超出エ藝要求的最大偏差值Λ Tmax作為溫度極值判斷控制器的輸出； (2)由步驟(I)中得出的最大偏差值ΛTmax作為溫度模糊控制器的輸入變量； (3)利用步驟(2)得出的結(jié)果，計(jì)算該燃燒室分配系數(shù)的增量值A(chǔ)U，將AU取反后平均，然后加到其余的燃燒室燃?xì)夥峙湎禂?shù)上，作為新的調(diào)節(jié)參數(shù)； (4)當(dāng)采樣周期結(jié)束，重復(fù)步驟(I) (3)，進(jìn)行新一輪的控制； (5)根據(jù)步驟(3)得出的分配系數(shù)計(jì)算燃?xì)夂涂諝獾牧髁?，分別作為燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)控制器和助燃空氣流量控制器設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的溫度模糊控制器的具體設(shè)計(jì)步驟如下 a、溫度模糊控制器輸入輸出變量的選擇 將燃燒室平均溫度作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)的參考值，選擇最大偏差值A(chǔ)Tmax為溫度模糊控制器的輸入變量，選擇具有最大偏差值燃燒室的燃?xì)夥峙湎禂?shù)作為溫度模糊控制器的輸出變量; b、輸入輸出變量的模糊化 將輸入輸出變量的值定位在相應(yīng)模糊集合的語言變量值上，其中輸入變量的模糊集合為 Λ Tmax = {正大，正中，正小，零，負(fù)小，負(fù)中，負(fù)太} 輸出變量的模糊集合為 U = {正大，正中，正小，零，負(fù)小，負(fù)中，負(fù)太} 輸入變量的隸屬度函數(shù)選擇三角形隸屬度函數(shù)； C、規(guī)則庫的建立 以生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，產(chǎn)生5條控制規(guī)則； d、模糊推理和去模糊化 選擇三角隸屬度函數(shù)作為輸出變量的隸屬度函數(shù)，并應(yīng)用max模糊算子，模糊蘊(yùn)含選擇min運(yùn)算,模糊合成選擇max,去模糊化方法選擇中心法。經(jīng)過模糊推理和去模糊化獲得最終精確的控制量U。
輸入輸出變量的模糊化 將輸入輸出變量的值定位在相應(yīng)模糊集合的語言變量值上，其中輸入變量的模糊集合為 Λ Tmax = {正大，正中，正小，零，負(fù)小，負(fù)中，負(fù)太} 輸出變量的模糊集合為 U = {正大，正中，正小，零，負(fù)小，負(fù)中，負(fù)太} 輸入變量的隸屬度函數(shù)選擇三角形隸屬度函數(shù)。
全文摘要
一種提高套筒窯溫度均勻性的自動(dòng)控制方法，屬于工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域。此方法基于模糊控制理論，用工業(yè)控制機(jī)跟蹤環(huán)形套筒式豎窯各個(gè)燃燒室溫度的變化，對其溫度進(jìn)行控制。在可編程序邏輯控制器PLC 機(jī)中設(shè)立溫度極值判斷控制器、溫度模糊控制器、燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)控制器和助燃空氣流量控制器，通過判斷燃燒室溫度的變化自動(dòng)調(diào)整各個(gè)燃燒室燃?xì)獾姆峙湎禂?shù)，根據(jù)該系數(shù)調(diào)節(jié)燃燒室的燃?xì)饬髁亢椭伎諝饬髁浚钥刂普{(diào)節(jié)溫度。本發(fā)明采用自動(dòng)控制方法，能提高燃燒室溫度的均勻性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保護(hù)內(nèi)部耐火材料。
文檔編號F27B1/26GK102692124SQ201210166090
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者宋鵬宇, 張志軍, 白玉林, 許恩全, 黃起極, 齊保杰 申請人:北京首鋼自動(dòng)化信息技術(shù)有限公司, 河北省首鋼遷安鋼鐵有限責(zé)任公司, 首鋼總公司