水泥預粉磨優(yōu)化控制系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、作為水泥生產優(yōu)化的重要組成環(huán)節(jié)，預粉磨過程的平穩(wěn)運行在提高設備運行效率、提高能效和降低能耗中起著重要的作用。目前，針對預粉磨系統(tǒng)控制策略的研究較少，且國內大部分水泥生產企業(yè)的預粉磨過程還處在人工控制階段，這不僅不利于生產效率的提高，而且增加了設備故障率和生產成本。
　　 預粉磨系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，具有諸如強耦合、多變量、大時滯和非線性等特性。因此，僅利用單一的控制策略很難保證整個預粉磨系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。為了解決這個問題，本文從工

2、業(yè)現(xiàn)場入手，依托國家高新技術發(fā)展計劃(863)課題《典型耗能企業(yè)關鍵設備和廠級節(jié)能優(yōu)化技術》以生料預粉磨系統(tǒng)為研究對象，設計并開發(fā)了一個預粉磨優(yōu)化控制系統(tǒng)來穩(wěn)定和優(yōu)化其運行。主要研究內容如下：
　　 1.通過分析水泥預粉磨系統(tǒng)的工作原理和工藝，結合工業(yè)現(xiàn)場的特點和預粉磨系統(tǒng)的控制難點，確定了系統(tǒng)的關鍵變量并提出了優(yōu)化控制的總體方案。
　　 2.通過分析現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)和預粉磨過程的工藝，結合現(xiàn)場操作人員的經驗，采用模糊邏輯控

3、制(Fuzzy Logic Control，F(xiàn)LC)方法解決穩(wěn)流倉倉重波動較大問題。設計模糊智能控制器對穩(wěn)流倉倉重進行控制，包括確定控制器的輸入量(倉重的誤差及誤差的變化量)、輸出量(喂料量)和變量的隸屬度函數(shù)，數(shù)據(jù)濾波預處理和建立模糊規(guī)則庫等。
　　 3.根據(jù)預粉磨過程的工作原理和系統(tǒng)負荷的控制要求，采用最小二乘支持向量機(Least Square Support Vector Machine，LSSVM)建模，結合基于線性矩

4、陣不等式的模型預測控制(Linear Matrix Inequality BasedModel Predictive Control，LMI-Based MPC)方法解決系統(tǒng)負荷控制問題。建立子系統(tǒng)模型并設計模型預測控制器控制系統(tǒng)負荷，包括確定控制器輸入量(選粉機電流)和輸出量(入磨風機轉速)，采用LSSVM建立輸入輸出量之間的模型，設計MPC控制器并將負荷優(yōu)化控制問題轉換為相應的凸優(yōu)化問題，利用LMI求解得到控制律。
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5、.通過C++編程語言和相應的軟件技術完成預粉磨過程優(yōu)化控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)，可結合DCS系統(tǒng)和OPC接口技術實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場預粉磨過程的優(yōu)化控制。
　　 5.利用工業(yè)現(xiàn)場采集的實際數(shù)據(jù)進行控制器仿真，結果表明該控制系統(tǒng)可以很好的處理預粉磨系統(tǒng)大慣性，非線性，多變量和大時滯等控制難點，系統(tǒng)運行得到了有效的優(yōu)化，平穩(wěn)性有了很大的提高。
　　 本課題在設計水泥預粉磨過程優(yōu)化控制系統(tǒng)的過程中有所創(chuàng)新，對于水泥生產過程的節(jié)能減排和提高