水泥生产中粉磨过程优化控制系统的研究

摘要

粉磨过程是水泥生产的重要环节，因其具有大滞后、非线性、强耦合等特点，一直以来都是水泥过程控制中的重点和难点问题。目前，国内水泥生产企业粉磨过程大多还处在人工操作阶段，因此如何采用有效的方式实现粉磨过程自动控制，提高自动控制水平，降低生产能耗提高能效，减小人工劳动强度成为了一个亟待解决的问题。 预测控制被认为是一种非常适合流程工业的优化控制算法，对于复杂控制问题，预测控制技术能够取得比传统控制方式更好的控制效果，并已得到广泛的应用。广义预测控制作为预测控制的一种，不但具有滚动优化、反馈校正等预测控制的传统特点，而且具有对模型要求较低、处理约束方便、鲁棒性强等特性，非常适合粉磨过程的滞后、非线性和强耦合等特点。据此，本课题依托国家高新技术发展计划(863)子课题：软测量、单元级优化控制系统的设计开发。以山水集团4＃水泥生产线生料粉磨系统作为研究对象，从粉磨过程工艺角度对其进行了深入研究，利用最小二乘系统辨识方法建立了中卸式圈流粉磨系统的数学模型，并在此基础上利用C++语言实现了系统广义预测控制器。开发了相应的控制软件包，结合ABB Freelance800F DCS系统，通过OPC接口实现了中卸式圈流粉磨系统的自动控制。 现场运行结果表明，广义预测控制算法能够很好的解决粉磨过程的非线性、大惯性、纯滞后等问题，并且对负荷扰动、随机噪声等也有较强的抑制能力。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1粉磨过程简介

1.1.1粉磨过程现状

1.1.2粉磨过程自动化控制现状

1.1.3球磨机系统辨识研究现状

1.1.4球磨机系统控制研究现状

1.2研究内容及方法

1.3本章小结

第二章粉磨过程机理研究

2.1粉磨过程简介

2.1.1粉磨过程发展历史

2.1.2粉磨设备及工艺

2.2中卸式圈流粉磨系统简介

2.2.1中卸式圈流粉磨系统工艺

2.2.2粉磨系统工况介绍

2.2.3中卸圈流粉磨过程优化控制难点分析

2.3本章小结

第三章粉磨过程模型建立

3.1粉磨过程模型分析

3.2系统辨识过程及方法

3.2.1传统的模型辨识方法

3.2.2最小二乘系统辨识

3.3粉磨过程模型的最小二乘辨识

3.4本章小结

第四章粉磨过程广义预测控制

4.1预测控制理论简介

4.1.1预测控制理论发展

4.1.2预测控制理论特点

4.1.3预测控制研究现状

4.1.4预测控制理论基础

4.2具有模型误差的广义预测控制

4.3广义预测控制在工程实现中的相关问题

4.5本章小结

第五章粉磨过程优化控制系统的工程实现

5.1粉磨过程优化控制系统工程实现

5.1.1 DCS简介

5.1.2 0PC接口介绍及0PC服务器设置

5.1.3 C++介绍及相关程序的编制

5.1.4系统实现过程中相关问题

5.2控制软件现场应用结果

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1全文结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

附录A(攻读硕士学位期间完成的论文及参与的科研项目)