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在水泥生产过程中,熟料煅烧是一个复杂的多变量过程,一些物理化学的关系至今还不十分清楚,且具有严重的非线性和时变性,此外某些部位的检测还会受到高温、粉尘和空间的限制,因此,尚缺乏较为理想的数学模型对其进行全面、准确的描述。由于关键参数点检测困难,喂煤、喂料控制不够灵敏,系统维护较复杂等原因,传统的控制系统有待进一步改善。而实时显示专家系统能够很好地解决以上问题,具有非常高的实用价值。文中将模糊逻辑控制技术与程序控制技术相结合,以工程中广泛应用的500t/d干法水泥回转窑生产系统为载体,探讨了一种新的水泥回转窑专家控制系统。
针对500t/d干法水泥回转窑生产过程中管理众多、操作复杂、调节不准确等问题,本课题提出了采用专家系统的解决方法,包括专家技术用于生产操作指导,模糊优选控制用于生产调解,实时数据库用于生产管理,分布式三层体系架构用于系统安全融合。专家系统通过OPC接口与PCS7通讯,实时采集水泥回转窑燃烧的关键参数,以工艺流程图、趋势图等形式,给出回转窑的运行状态和量化等级。采集的参数通过专家系统分析、判断、处理,对当前生产工况做出评判,及时指出回转窑出现异常工况的部位、原因,并提示操作员采取相应措施。随后,应用模糊控制系统的模糊化、模糊推理和逆模糊化方法,建立了分解炉温度控制系统和回转窑温度控制系统。为了更安全的生产,系统根据关键参数点的大小,匹配最佳运行的风、煤、料及窑转速,使系统稳定在正常生产的工况下,避免异常发生。
本课题涉及了人工智能、数学、计算机科学、自动控制、网络通讯理等多种学科以及相关的水泥生产工艺,属于多种学科交叉的边缘性课题,主要内容包括:①、特征参数的提取;②、控制回路的设计和控制规则的选择、建立;③、异常工况诊断控制和不确定性方法的推理;④、西门子PCS7系统和专家生产指导系统的通信、联接;⑤、推理机制的选择及优化;⑥、友好人机界面的设计:⑦、计算机软硬件控制系统的设计及工、业性应用。