碳素阳极焙烧是铝工业生产的重要环节,阳极焙烧质量的好坏直接影响电解铝的质量、电流效率、能耗以及环保等。阳极焙烧质量与生产的原材料性质、生产工艺、碳素颗粒组成、沥青用量等有关,而最重要的是焙烧过程中升温曲线控制的精度和温度场的均匀性对阳极炭块的质量有着决定性的要求。因此,提高阳极焙烧技术是改善阳极焙烧质量的关键,也是目前铝电解工业研究的重要课题。本文综述了目前国内外阳极焙烧技术的发展状况,以及国内阳极焙烧技术和国际先进水平的差距,介绍了阳极焙烧过程中的影响因素、焙烧原理和工艺、整个焙烧过程(原料贮存和前处理、煅烧、振动成型、焙烧)等,分析了目前阳极焙烧控制系统研究工作的优势,以及在实际工程应用中存在的问题和不足。本文重点是结合碳素阳极焙烧炉对温度的技术要求,系统的研究了常规PID控制和模糊控制各自的特点,将两种控制方法相互结合,构成模糊自适应PID控制器,使其发挥各自的优点。PID控制与模糊控制有多种结合方式,本文采用的模糊自适应PID控制算法,该算法是找出PID三个参数与误差和误差变化量之间的模糊关系,在运行过程中不断地检查误差和误差变化量,根据模糊控制原理对三个参数进行在线修改,从而使被控对象具有良好的动、静态性能。文中根据被控对象的特点,完成了模糊自适应PID控制器的设计,阐述了详细的设计过程。为了更好的满足阳极焙烧生产的需要,本文采用西门子可编程控制器S7-300为控制核心进行系统设计。通过编程的方式实现模糊自适应PID控制算法,采用离线计算的方式将模糊规则制成模糊查询表,通过在线的方式查询模糊控制量的输出,最后将PID参数校正值与基准值相加,获得PID参数瞬时值,进行PID运算,得到的控制量施加于控制对象执行器。最后,本文对不同的控制方法在MATLAB/Simulink软件中进行仿真实验,重点对模糊自适应PID控制进行了仿真调试。通过对仿真结果的分析比较,得出采用模糊自适应PID控制的方法更能满足阳极焙烧的技术要求,既利用了模糊控制适应能力强、动态特性好、抗干扰能力强的特点,又利用PID控制消除了系统静差,使控制系统的动态和静态品质都得到极大的提高,取得了较理想的控制效果。本文提出了一套科学完整的铝电解阳极焙烧控制技术研究方法,进行了大量的理论分析和仿真实验。这些工作对提高阳极焙烧质量和稳定铝产量具有十分重要的意义。