基于模糊PID的碱回收炉燃烧系统变频控制的设计与研究

摘要

进入21世纪以来，环境、能源问题成为了各界广泛关注的焦点，在制浆造纸行业中进行节能环保改造已势在必行。在节能环保的迫切需要下，回收利用造纸制浆过程中产生黑液的碱回收工程越来越多地应用在制浆造纸行业。其中碱回收炉控制系统的设计是碱回收工程的核心环节，对于锅炉的安全经济运行、节约能源、保护环境等有着重大的社会经济效益。目前，国内锅炉控制系统技术改造中大部分还是依靠引进国外控制系统。鉴于此，本文提出了引进模糊PID算法对碱回收炉燃烧系统设计与研发。
　　 碱回收炉燃烧系统作为一个典型的多输入、多输出，时变，非线性和多耦合复杂的系统，很难确定系统精确的数学模型。本文通过对系统的特性分析，将整个控制系统划分为三个子系统，即蒸汽压力控制系统、送风系统和引风系统。通过对模糊PID控制算法的理论研究，针对碱回收炉燃烧系统的各个子系统分别建立了相应的引入模糊PID控制方案，并详细阐述了算法的实现和仿真结果分析。
　　 在确定系统控制方案的同时，选用变频器来驱动负载设备的方案，代替以往采用风门、挡板进行控制的方案，实现工厂的节能降耗的需要。并以SENMENS S7-300 PLC为硬件开发平台，通过Step7编程、WinCC组态人机界面，解决造纸碱回收炉控制技术的工程化问题。
　　 经过工程应用，文中提出了模糊PID控制的方案，使碱回收炉燃烧系统遇到的控制难题得到了较好的解决，具有一定的推广和应用价值。