复合式温度检测仪及回转窑实时模糊专家控制系统的研制

摘要

自动化控制与检测技术已应用到水泥回转窑生产的许多环节,这大大地提高了劳动生产率,提高水泥熟料的质量,降低了生产消耗.但水泥回转窑的窑内参数检测一直没有实用的、较好的在线自动检测手段,大多数参数都是由人工判断,即回转窑操作工人通过观察回转窑窑内的特征,然后根据经验进行判断,获得回转窑窑内参数的定性估计,由于回转窑操作工经验的差异,即使对同一回转窑窑内状况,不同的回转窑操作工经常判断出不同的结果,而且回转窑操作工在对窑内参数和窑外参数综合分析、判断,然后必须人工对回转窑进行控制,这使得回转窑自动化控制难以在更高的层次上进行.因此在回转窑水泥生产过程中需要窑内参数检测及控制系统,特别是窑内烧成带温度的实用、非接触检测系统以及智能回转窑自动化控制系统.该文把辐射测温的理论和CCD摄像机原理与实际应用相结合,研究具有工程应用价值、适用于非接触的回转窑窑内烧成带温度检测方法;结合模糊技术、人工神经网和遗传算法的特点,研究新的图像增强和边缘检测算法,并进一步研究了回转窑窑内火焰黑火头图像特征提取算法、窑内物料图像粒度提取算法;最后将模糊专家系统理论与回转窑控制实际相结合,研究了实用的回转窑控制系统.该文主要完成了以下几个方面的研究工作.1.通过大量的现场调研、阅读国内外相关文献,在综合评比和分析各种回转窑窑内温度参数的检测方法的基础上,阐明了复合式回转窑烧成带温度检测的原理和优越性.2.针对回转窑窑内图像的处理,进行了图像平滑、特征提取及识别算法的研究.3.完成了复合式回转窑窑内烧成带温度检测仪的研制和现场实验工作.4.完成了实时模糊专家水泥回转窑控制系统的研制和现场实验,为回转窑控制提供一种有效的方法.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1水泥厂生产工艺简介

1.1.1原料加工

1.1.2回转窑煅烧

1.1.3熟料加工

1.2水泥回转窑检测和控制现状

1.2.1水泥回转窑参数检测

1.2.2回转窑煅烧过程计算机控制系统

1.3实时模糊专家系统

1.3.1专家系统

1.3.2实时模糊专家系统

1.3.3实时专家控制系统应用研究现状

1.4本论文的研究内容

第二章复合式窑内烧成带温度检测

2.1窑内温度的检测

2.1.1烧成带温度的检测

2.1.2复合式烧成带温度检测

2.2本章小结

第三章回转窑内图像处理技术的研究

3.1数字图像处理技术概述

3.2窑内图像

3.2.1人工烧成带状态观测

3.2.2人工结粒状态观测

3.2.3窑内火焰状态图像

3.2.4窑内结粒状态图像

3.3回转窑窑内图像的增强

3.3.1基于模糊逻辑推理的中值滤波算法

3.3.2遗传神经网的图像增强算法的研究

3.4基于模糊逻辑的图像边缘检测算法

3.4.1图像边缘检测的微分算子

3.4.2模糊逻辑边缘检测算法

3.4.3实验结果

3.5投影法提取火焰黑火头特征的研究

3.5.1投影法

3.5.2黑火头特征提取

3.5.3实验结果

3.6本章小结

第四章水泥回转窑生产过程自动控制

4.1抚顺水泥厂2#回转窑控制综述

4.1.1控制系统总体方案设计

4.1.2水泥回转窑控制系统方案设计

4.1.3控制系统数学模型

4.2回转窑入窑生料量－窑转速正比控制

4.2.1控制系统方案

4.2.2控制系统的组成

4.3回转窑燃煤量控制

4.3.1控制系统方案

4.3.2控制系统的组成

4.4水泥配料过程的计算机控制

4.4.1恒速电子皮带秤控制系统结构

4.4.2配料控制系统的控制算法

4.4.3配料控制系统的其它功能

4.5本章小结

第五章水泥回转窑专家控制系统

5.1水泥回转窑专家控制系统概述

5.1.1专家知识的获取

5.1.2实时专家控制系统的特点与要求

5.2水泥回转窑实时专家控制系统设计与实现

5.2.1实时模糊专家控制系统

5.3本章小结

第六章回转窑烧成带温度检测仪的研制

6.1回转窑烧成带温度检测仪的硬件组成及工作原理

6.1.1图像采集系统

6.1.2温度标定系统

6.1.3图像采集系统的附属设备

6.1.4回转窑烧成带温度检测仪的工作原理及主要技术指标

6.2回转窑烧成带温度检测仪软件设计与实现

6.2.1温度标定模块

6.2.2图像采集处理模块

6.2.3温度计算模块

6.3本章小结

第七章烧成带温度检测仪及回转窑专家控制系统现场运行实验

结束语

参考文献

致谢

作者简介

作者在攻读博士学位期间完成的论文

附录1现场实验数据

检验报告