[發明專利]一種水泥回轉窯智能優化控制系統

在審

• 申請號: 201410160655.5
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN105022355A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 鄭秀萍;喬景慧;周曉杰;吳永建;岳恒;胡毅
• 申請（專利權）人: 東北大學;沈陽東大自動化有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

技術領域：

本發明屬于水泥生產過程自動化控制技術領域，特別是涉及一種水泥回轉窯智能優化控制系統。

背景技術：

水泥生產過程的大型設備主要有回轉窯、篦式冷卻機以及制粉系統的球磨機。對于回轉窯生產過程，存在窯內流場、溫度場、濃度場、燃燒釋熱場多場的耦合，參數之間相互影響、互相耦合、存在大滯后環節、擾動因素多的特點，長期以來都只能由有經驗的操作人員進行手動控制。由于該回轉窯生產過程復雜，包括流體力學、熱力學、熱傳導等物理化學反應過程，并且其中只有少數參數可以直接測量，大部分依靠間接方式和經驗推斷。因此，本專利通過綜合運用自適應控制、協調控制、前饋控制及模糊控制等先進的控制技術，設計控制精度高、適應性強、魯棒性好的控制系統，最大限度地將人的智能行為引入到過程控制中，建立人機交互的智能優化控制系統，進而解決水泥回轉窯過程控制難題。

發明內容：

本發明的目的是針對水泥生產過程中燒成帶溫度及分解爐溫度檢測受噪聲干擾嚴重，運行條件與工況變化頻繁，過程具有強非線性，強耦合性，大慣性，大滯后的難題，提供了一種水泥回轉窯智能優化控制系統及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種水泥回轉窯智能優化控制系統由回轉窯過程控制子系統、回轉窯運行優化子系統和回轉窯過程監控子系統組成。實現該控制系統包括以下步驟：

步驟一：由回轉窯窯頭負壓控制回路、篦冷機篦室壓力控制回路、窯頭廢氣收塵器的入口溫度控制回路、煤粉制備系統的入口負壓控制回路、煤粉制備系統的球磨機出口溫度控制回路組成回轉窯過程控制子系統，完成回轉窯基礎回路控制。

步驟二：由工序質量指標設定模塊、關鍵工藝參數控制回路優化設定模塊和回路智能控制模塊組成回轉窯運行優化子系統，以提高產品質量指標熟料容重合格率、降低能耗。

步驟三：由系統監測、故障診斷、設備管理、安全保障組成回轉窯過程監控子系統，可以綜合查看重要變量數據、設備運行狀態、系統報警信息、歷史數據趨勢、生產報表等。

附圖說明

圖1水泥回轉窯智能優化控制系統結構圖

圖2回轉窯過程控制系統結構圖

圖3回轉窯過程監控子系統結構圖

圖4回轉窯運行優化子系統結構圖

圖5窯頭負壓控制回路結構框圖

圖6篦冷機壓力控制回路結構框圖

圖7收塵器入口溫度控制回路結構框圖

圖8球磨機入口負壓控制回路結構框圖

圖9球磨機出口溫度控制回路結構框圖

圖10分解爐溫度過程智能控制策略圖

圖11篦冷機過程智能協調控制策略圖

圖12分解爐溫度預設定模型結構圖

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。

1、水泥回轉窯智能優化控制系統總體結構

如圖1所示的水泥回轉窯智能優化控制系統結構圖：

水泥回轉窯智能優化控制系統由回轉窯過程控制子系統、回轉窯運行優化子系統和回轉窯過程監控子系統組成。

如圖2所示的回轉窯過程控制子系統結構圖：

回轉窯過程控制子系統由回轉窯窯頭負壓控制回路、篦冷機篦室壓力控制回路、窯頭廢氣收塵器的入口溫度控制回路、煤粉制備系統的入口負壓控制回路、煤粉制備系統的球磨機出口溫度控制回路組成，完成回轉窯基礎回路控制。

如圖3所示的回轉窯過程監控子系統結構圖：

回轉窯過程監控子系統由系統監測、故障診斷、設備管理、安全保障等模塊組成，可以綜合查看重要變量數據、設備運行狀態、系統報警信息、歷史數據趨勢、生產報表等。

如圖4所示回轉窯運行優化子系統結構圖：回轉窯運行優化子系統由工序質量指標設定模塊、關鍵工藝參數控制回路優化設定模塊和回路智能控制模塊組成，以提高產品質量指標熟料容重合格率、降低能耗。

2、水泥回轉窯回路控制策略

本專利的回路控制策略主要包括：窯頭負壓控制回路、篦冷機篦室壓力控制回路、窯頭廢氣收塵器的入口溫度控制回路、煤粉制備系統的磨機入口負壓控制回路、以及球磨機出口溫度控制回路。下面逐一進行介紹。

2.1窯頭負壓控制回路

如圖5所示窯頭負壓控制回路結構框圖：