石灰窯石灰石煅燒控制研究.pdf

1、石灰作為生產(chǎn)活性納米碳酸鈣的重要工業(yè)原料，其主要通過石灰窯煅燒石灰石而來的，石灰窯煅燒是生產(chǎn)活性碳酸鈣的第一道工序，也是其中特別重要的工序，對制成的活性納米碳酸鈣的質(zhì)量有著很大的影響。然而在石灰窯煅燒石灰石過程中，煅燒溫度是其中比較重要的影響因素。由于其煅燒過程是一個極其復(fù)雜的過程，且具有大純滯后、非線性、嚴重耦合等特征，因此煅燒溫度的穩(wěn)定性會受到影響，進而會影響石灰活性。目前大多企業(yè)還是采用上位機監(jiān)測溫度并且通過人工經(jīng)驗來進行加料和減

2、料來控制煅燒帶的溫度，這樣導(dǎo)致生產(chǎn)率低、能耗高和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。本文針對窯煅燒石灰石的溫度控制做了以下研究。
　　首先，針對石灰窯煅燒過程中溫度控制問題，詳細介紹了石灰窯的結(jié)構(gòu)及工作原理，再根據(jù)某納米碳酸鈣廠實際生產(chǎn)過程中的輸入輸出數(shù)據(jù)，運用Matlab軟件中的辨識工具箱進行了相關(guān)數(shù)據(jù)辨識，得到了石灰窯煅燒控制系統(tǒng)的相關(guān)模型，直接體現(xiàn)了煅燒系統(tǒng)控制量與被控量間的精確數(shù)學(xué)關(guān)系。
　　其次，由于系統(tǒng)具有時變、滯后等特征，采取普通

3、的PID控制算法難以得到滿意的效果，因此，本文根據(jù)辨識出的模型，運用Matlab中的Simulink工具箱，采用了模糊免疫自適應(yīng)PID-Smith預(yù)估方法搭建了仿真模型。然后分別對石灰窯煅燒帶溫度進行了常規(guī)PID仿真、模糊自適應(yīng)PID仿真、模糊免疫自適應(yīng)PID仿真以及模糊免疫自適應(yīng)PID-Smith預(yù)估控制仿真對比。結(jié)果表明，模糊免疫自適應(yīng)PID-Smith預(yù)估方法效果較好，超調(diào)量小，魯棒性強，適合石灰窯煅燒系統(tǒng)的溫度控制。然而在實際生

4、產(chǎn)過程中，被控對象的數(shù)學(xué)模型是隨著現(xiàn)場環(huán)境變化的，基于此，在上述控制方法的基礎(chǔ)上對Smith預(yù)估進行了相關(guān)改進，仿真結(jié)果表明，改進型Smith預(yù)估方法相比常規(guī)Smith預(yù)估控制，在模型相關(guān)參數(shù)發(fā)生改變的情況下，也能獲得更好的控制效果，更能滿足石灰石煅燒的實際生產(chǎn)過程。
　　最后，結(jié)合石灰石煅燒車間實際生產(chǎn)狀況，通過組態(tài)軟件繪制了煅燒監(jiān)控畫面，對系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。為了方便查閱數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進行分析處理，通過ODBC將組態(tài)軟件與SQL