[發明專利]陶瓷窯爐溫度控制的智能優化方法

在審

• 申請號: 201810357529.7
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108931144A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 李強;嚴義;戴鈞
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了了一種陶瓷窯爐溫度控制的智能優化方法。本發明具體步驟如下：步驟(1)、每次燒制過程中，窯爐控制器根據設定的爐內溫度控制曲線，對爐內溫度通過PID控制模塊進行PID控制；步驟(2)、每次燒制結束后，窯爐控制器將此次爐內的實際溫度數據通過無線通訊傳輸給PC機；步驟(3)、燒制工對此次的陶瓷燒制結果進行打分評價，輸入PC機，并與實際溫度數據形成一個樣本；步驟(4)、PC機根據這些樣本，通過遺傳算法對爐內溫度曲線進行優化；步驟(5)、優化后的溫度控制曲線，再由PC機通過無線通訊傳給窯爐控制器，用于對下次陶瓷燒制過程的控制。本發明通過對窯爐溫度控制曲線的優化，達到了提高陶瓷燒制質量的效果。

技術領域

本發明屬于控制技術領域，涉及一種窯爐溫度控制的優化方法，特別是將這種溫度控制優化方法應用于燃氣的燒制陶瓷窯爐，以達到提高陶瓷燒制質量的效果。

背景技術

在陶瓷的燒制過程中，整個窯爐都要經歷一次升溫、保溫、降溫的過程，陶瓷在爐爐內隨溫度發生復雜的變化，爐內溫度對陶瓷燒制質量起到關鍵作用。爐內溫度是一個具有大滯后性的非線性量，這增加了爐內溫度控制的難度。

我國有著輝煌的陶瓷生產歷史和文化，但目前傳統陶瓷爐窯的燒制技術還比較落后，大多數中小型陶瓷窯爐的溫度控制基本上停留在手工和簡單儀表操作的水平，根據燒制工人的燒制經驗對窯爐溫度進行人工控制，不但效率低，而且燒制質量不穩定。

為解決這個問題，目前先進的陶瓷窯爐采用控制器對窯爐的燒制過程進行自動化控制，其方法是在陶瓷燒制的整個過程中選取多個時間點，設定爐內的溫度，形成一條設定的爐內溫度控制曲線，并控制爐內的溫度盡量逼近設定的爐內溫度控制曲線，以此來提高燒制的效率和質量穩定性。爐內溫度控制曲線的設定取決于燒制工人的經驗，其調整也由燒制工人憑經驗進行，缺乏科學性，影響陶瓷燒制質量的提高。

發明內容

本發明的目的在于針對目前陶瓷窯爐溫度控制缺少實現智能優化方法的現狀，提供一種陶瓷窯爐溫度控制智能優化的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括如下步驟：

步驟(1)、每次燒制過程中，窯爐控制器根據設定的爐內溫度控制曲線，對爐內溫度通過PID控制模塊進行PID控制；

步驟(2)、每次燒制結束后，窯爐控制器將此次爐內的實際溫度數據通過無線通訊傳輸給PC機；

步驟(3)、燒制工對此次的陶瓷燒制結果進行打分評價，輸入PC機，并與實際溫度數據形成一個樣本；

步驟(4)、PC機根據這些樣本，通過遺傳算法對爐內溫度控制曲線進行優化；

步驟(5)、優化后的溫度控制曲線，再由PC機通過無線通訊傳給窯爐控制器，用于對下次陶瓷燒制過程的控制；；

步驟1所述的PID控制具體如下：

1-1.燒制過程中，前端熱電偶溫度傳感器采集燃氣窯爐爐內溫度，并將采集的溫度轉換為電流信號，輸出給窯爐控制器；

1-2.窯爐控制器通過A/D轉換，獲取爐內實際溫度，并將實際溫度與設定的溫度控制曲線進行比較，控制電動比例閥調節燃氣的進氣量；

步驟2具體實現如下：

每次燒制過程，等時間間隔設置16個時間點作為爐溫控制節點，記錄爐內實際溫度數據；

燒制結束后，窯爐控制器將此次爐內溫控制節點的實際溫度數據(x₁、x₂……x₁₆)通過無線通訊傳輸給PC機；

步驟3具體實現如下：