陶瓷工业窑炉智能化控制系统的研究压力仪表

陶瓷工业窑炉智能化控制系统的研究

陶瓷工业窑炉智能化控制系统的研究 2011年12月09日 来源： 当今陶瓷窑炉的发展方向正由过去提出的辊道化、自动化、煤气化、轻型化、大型化向绿色——环保、节能和智能型窑炉方向发展。 绿色窑炉的标准是低消耗（节能型），低污染（环保型）、低成本、高效率。 实现绿色窑炉的努力方向是：研究新的自动控制方式和方法、降低窑炉风机电耗和噪音、研究先进的燃烧器、使用新型的耐火材料和涂料、建立废气净化研究检测中心 。实现绿色窑炉的目标是：燃料消耗进一步下降10%~20%，窑炉热效率提高10%~20%，电力消耗下降10%~30%，噪音和烟尘有较大程度的下降。这样对原有的窑炉控制手段和方法提出了更高的技术要求。 目前窑炉的控制方法，已由90年代的手动调节控制发展为智能控制，由分散型控制变为集散型控制，温度由以前的单纯PID调节方法变为PID加上模糊控制的调节方法，传动由常规控制变为变频技术的线速度控制等。随着窑炉长度的增加（150m~250m）、生产量的提高（6000ｍ2／d～1500ｍ2／d），烧成周期的缩短（60min~30min）等因素变化。加上窑炉控制目标是一个多输入、多输出、多变量、大滞后、非线收的变化量，使得我们过去的控制方法越来越不适应当前窑炉的发展要求。 随着计算机技术和电子技术的发展，计算机控制技术逐渐取代了传统控制技术，利用计算机技术和系统控制中的容错技术对窑炉的控制实现了可能。 1.窑炉系统总体设计 1.1系统的管理 利用过程控制级计算机和先进的控制软件，在软件中加上先进的容错技术，依靠计算机本身的高可靠性、高稳定性对各项过程进行控制，实现系统的实时监视、实时管理、实时控制、出错实时报警、实时控制过程中的数据存储，并且通过光纤通讯管理人员管理计算机进行通讯，完成技术数据的监控，记录存储和报表打印。 1.2风机系统的控制 利用独立的可编程序控制器、风机用变频器和外用控制硬件，以及可编程的通讯端口和过程控制级计算机通讯，实现计算机的管理控制，结合容错技术，在检测到风机及控制设备出现故障时自动切换到另一台备用电机运行，确保设备的正常运行。 1.3传动系统的控制 利用独立的速度反馈信号模块和电机专用三相交流模块，对传动电机实现线速度的闭环控制，利用专用的RS232／RS485信号通讯模块，同过程控制级计算机实行通讯，可以方便、可靠、准确地设置每台传动电机之间的速度差，保证产品在窑内烧成段的运行不重叠；同时利用容错技术检测设备的实时运行情况，一旦发现异常，自动切换到备用控制回路，保证传动的正常运行，防止堵窑事故的发生。 1.4窑炉温度的控制 窑炉的温度是一个大滞后的非线性量，在窑炉的控制中占有非常重要的地位。如何解除温度的滞后性，是窑炉温度控制的关键所在。利用计算机的混沌模糊控制技术、外加容错技术的方法，取代传统智能仪表。外加计算机管理是常规模式。1.5其他控制 窑炉控制除以上方法外，还有气氛、压力、报警等控制。其中报警控制由报警输入模块和报警输出模块组成，并用过程控制级计算机连接。 2.系统的优缺点 2.1整机系统的优点 (1)利用高可靠的控制软件和人机界面，实现了友好的人机对话，使操作更为方便、快捷。 (2)减少了由车间设备管理员每时、每日向上一级领导递送报表的繁锁程序。 (3)在系统软件设计中，利用混沌模糊控制技术和超强容错技术，保证了设备运行中的高可靠性。 (4)在温度控制过程中，利用模糊控制技术，使控制温度的精确度和准确度提高了，可达≤±5℃，避免了在窑炉设备压力和气氛变化过程中，温度出现超调和欠调的现象。 (5)利用三相交流电机模块和速度反馈模块对传动电机实行闭环控制，实现传动电机的线速度控制，避免了传统变频器调速的不一致性，使传动电机的速度更准确，也避免产品在窑内运行过程中前后不一致的现象。 (6)实现了无纸自动记录实时控制过程中的有关参数，方便以后备查，打印和调用。(7)通过网络技术，实现管理人员同时直接管理设备，随时进行实时数据、报表的打印，随时掌握设备的运行工况。(8)准确、实时、完善的报警功能使设备运行更安全、更可靠。(9)本系统运行之后，产品质量可提高5%～8%，节能率达3%～5%，达到较好的节能增效目的。2.2系统的缺点系统集成性、可靠性、安全性要求的提高导致项目设备成本增加；对负责维护、修理的技术人员提出了更高的技术水准。3.喷雾干燥塔自动控制系统3.1过去存在的问题以前很多陶瓷厂的喷雾干燥系统，全部采用人工操作，缺陷如下：(1)采用微波炉烘干称重测量，时间长、不准确。采用微波炉加热一般需要4min～5min，时间过长。微波炉加热存在温度过高和不均匀现象，不能准确反映粉料水份的真实状况。(2)测量采用抽检方式，不能全面反映粉料水份分布情况。(3)测量时间长，采用抽检方式，不能为操作人员提供实时的参数依据，不易及时控制。(4)人工记录现场的参数不可靠，不准确，给管理和考核带来困难。(5)采用人工操作的方式

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