水泥预分解窑智能控制系统的研究设计正文

潍坊学院本科毕业设计（论文）I目录摘要...............................................................IIIABSTRACT............................................................IV第一章前言.........................................................１1.1水泥生产现状...................................................１1.2新型干法窑的发展过程与趋势....................................１第二章水泥预分解窑的介绍...........................................３2.1预热分解炉子系统..............................................４2.1.1预热分解炉子的工艺过程.....................................４2.1.2预热分解炉子的参数选择.....................................４2.2回转窑子系统...................................................５2.2.1回转窑子的现状.............................................５2.2.2回转窑子的工艺过程及操作原则...............................６2.3篦冷机子系统...................................................７2.3.1篦冷机子的工艺过程.........................................７2.3.2篦冷机子系统的功能.........................................８第三章模糊控制理论...............................................１０3.1模糊控制理论的概述..........................................１０3.2模糊控制的原理..............................................１１3.3模糊控制的优点..............................................１３潍坊学院本科毕业设计（论文）II第四章整体方案论证...............................................１４4.1控制模型的建立...............................................１４4.1.1回转窑控制模型...........................................１４4.1.2篦冷机控制模型...........................................１５4.1.3分解炉控制模型...........................................１７4.2模糊算法在分解炉的应用.......................................１９4.2.1温度偏差及变化速度的模糊化...............................２０4.2.2预分解窑模糊控制系统的规则库.............................２１4.2.3预分解窑系统中的模糊推理.................................２２4.2.4模糊集成的清晰化.........................................２２第五章控制系统的实现.............................................２３5.1整体系统的设计...............................................２３5.2预分解窑智能控制系统硬件的实现...............................２５5.3预分解窑智能控制系统软件的实现...............................２６5.4预分解窑现场总线的形成.......................................２７结束语.............................................................２８参考文献...........................................................２９致谢...............................................................３０潍坊学院本科毕业设计（论文）III水泥预分解窑智能控制系统的研究摘要预分解窑是现代化水泥厂烧成工艺的关键设备，其特点是:在缩短回转窑筒体的条件下用多级悬浮预热器代替部分回转筒体，使窑内以堆积态进行的气固换热过程一部分转移到多级旋风预热器内在悬浮状态下进行;同时在悬浮预热器和回转窑之间增设分解炉作为窑系统的第二热源，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程在悬浮态或流化态条件下极其迅速地进行，提高了窑系统生产效率，降低熟料热耗，使窑生产能力成倍增长。水泥烧成过程是一个典型的非线性、强耦合的复杂控制对象，其精确的数学模型难以建立，常规控制很难获得满意的效果。然而，有经验的操作人员却能够较好地操作，使其稳定运行。所以研究并实现水泥烧成过程智能控制系统，对进一步提高水泥烧成过程自动化水平具有重要意义。本文以一条2500吨/日新型干法水泥生产线的CIMS应用工程的开发为背景，实现了集散控制系统(DCS)的现场运行，根据水泥流程工业的信息集成现状及水泥生产状况确定了系统结构，在硬件配置方面选用ABB公司AC80OF控制器，并下挂S800系列卡件;软件选用ABB公司专用CBF组态软件实现基础自动化控制。实际运行表明，该系统不仅提高了企业的自动化水平，而且可以节约能源、改善劳动条件，实现了信息共享。该项目的成功实施，将会促进水泥行业智能控制的深入研究，带来明显的社会效益和经济效益，有着巨大的现实意义。关键词：计算机集成制造系统(CIMS),模糊控制,水泥回转窑,分解炉潍坊学院本科毕业设计（论文）IVCementpre-decompositionkilnintelligencecontrolsystemresearchABSTRACTThecraftofRotaryKilnisakeystepofcementproduction,itmakesdirectlyinfluenceonthequalityofcementclinker.Buttheprocessissocomplexthatthereisnotraditionalmethodcandescribeitprecisely.Withthecombinationofexperienceandthemethods,someimportantprinciplesarefound,whichareusedtodescribetheprocessofthecalcinationsprecisely.ButawholeRotaryKilnisaverycomplexsystemandthefactorswhichinfluencetheprocessofcalcinationsisnonlinear.Asaresult,itisalmostimpossibletousetraditionalmethodstocontroltheprocess.ButtheapplicationsoftheFuzzycontrolcansolvetheproblemverywell.ThispapergivesthepresentsituationandthefuturedevelopmentoftheCIMSandputforwardtheconfigurationofthesystembasedontheapplicationoftheDistributedControlSystemona2500t/dcementproduction.Accordingtotheactualcharactersofthecementautomationproductionline,thesystemtakestheABB's800FseriesindustrialcontrollerandthecorrespondingmodulesincludingthecorrespondingsoftwaresuchasOPCandCBFtorealizethecontroloftheproductionline.Thisstructurecannotonlysolvetheproblemsofcontrol,butalsomakethefactoryeasiertoimprovethemanagement.Therunningofthesystemprovesthatsystemcanadvancetheautomationlevelofclayenterprise,saveenergy,improvelaborconditionandadvancetheinformationintegration.ItwillbringaboutobvioussocietyefficiencyandeconomicefficiencyKEYWORDS:CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)FuzzyControlcementdecomposingbeforehandstovedecomposestove潍坊学院本科毕业设计（论文）１第一章前言1.1水泥生产现状水泥工业作为我国的基础原材料工业，近二十多年来有了长足的进步和发展，水泥产量多年位居世界第一，产品的质量、档次也有了不同程度的提高，基本满足了国民经济和社会发展的需要，然而其产品结构、技术结构和规模结构仍然很不合理。整体发展水平较低，技术先进的大中型预分解回转窑水泥厂只占10%,525号优质水泥只占水泥总产量的10%左右，形成了“大而不强”的局面，全国水泥厂的平均规模年产不足10万吨，与国际先进水平相比，有很大差距。各地水泥产量的增长往往是在低水平的重复建设中发展起来的，从整体上看技术含量低、环境污染严重的立窑水泥以及能耗高的湿法旋窑水泥仍占有很大比重，而高质量的新型干法旋窑水泥却长期短缺。这种不合理的产业结构己明显制约了我国经济建设的发展和水泥工业前进的步伐。为此，国家建材行业主管部门提出了“控制总量、调整结构、淘汰落后”的建材工业发展方针。并在实施细则中明确了在2005年前要淘汰大批落后的地方小水泥企业，大幅度提高优质新型干法水泥，淘汰落后的生产工艺和装备，达到调整结构，提高产品质量，实现产业升级的目的。各省相应制定了水泥生产的结构调整方针和“十五”建材工业结构调整发展目标，支持机立窑、湿法窑企业在淘汰落后工艺的前提下，改造为新型干法回转窑工艺，从注重量的增长转变到质的提高上，以实现增长方式的根本转变。1.2新型干法窑的发展过程与趋势近几十年来，新型预热器窑(SP)与预分解窑(NSP)有了很大的发展，除了表现在生产能力的增长上之外，在技术上也日臻成熟、完善。50年代开发的SP窑，虽然节能效果显著，但由于对原料有害成分的敏感，使结皮堵塞事故频繁，故相当一段时间，在生产上都